[論文レビュー] The SVOM gamma-ray burst mission

B. Cordier, Jun-Jie Wei+21 more|arXiv (Cornell University)|Dec 10, 2015

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 15被引用数 13

ひとこと要約

SVOMミッションは、中国・フランス共同の宇宙望遠鏡であり、4台の搭載機器、高速VHF通信システム、連携された地上セグメントを用いて、複数の波長でガンマ線バースト（GRBs）を検出・研究することを目的としている。このミッションは、夜半球でのGRB検出を最適化し、早期の光学的・X線的後光観測を可能にすることで、赤方偏移測定を著しく向上させ、重力波の対応する電磁的対応体を含むマルチメッセンジャーアストロノミーを支援する。

ABSTRACT

We briefly present the science capabilities, the instruments, the operations, and the expected performance of the SVOM mission. SVOM (Space-based multiband astronomical Variable Objects Monitor) is a Chinese-French space mission dedicated to the study of Gamma-Ray Bursts (GRBs) in the next decade. The SVOM mission encompasses a satellite carrying four instruments to detect and localize the prompt GRB emission and measure the evolution of the afterglow in the visible band and in X-rays, a VHF communication system enabling the fast transmission of SVOM alerts to the ground, and a ground segment including a wide angle camera and two follow-up telescopes. The pointing strategy of the satellite has been optimized to favor the detection of GRBs located in the night hemisphere. This strategy enables the study of the optical emission in the first minutes after the GRB with robotic observatories and the early spectroscopy of the optical afterglow with large telescopes to measure the redshifts. The study of GRBs in the next decade will benefit from a number of large facilities in all wavelengths that will contribute to increase the scientific return of the mission. Finally, SVOM will operate in the era of the next generation of gravitational wave detectors, greatly contributing to searches for the electromagnetic counterparts of gravitational wave triggers at Xray and gamma-ray energies.

研究の動機と目的

• ガンマ線、X線、光学帯域におけるガンマ線バースト（GRBs）を、高い時間的・空間的分解能で研究すること。
• VHF通信システムを用いて、検出後数秒以内に地上アラートを迅速に伝送し、速やかなフォローアップ観測を可能にすること。
• 地上の望遠鏡による早期光学的後光観測を可能にするために、地球のターミネーターの夜半球でのGRB検出を最適化する衛星指向戦略を採用すること。
• 大型地上望遠鏡を用いた早期分光測定により、赤方偏移の決定を支援すること。
• X線およびガンマ線エネルギー帯で重力波トレガーの電磁的対応体を検出することで、マルチメッセンジャーアストロノミーに貢献すること。

提案手法

• 広視野のX線・ガンマ線イメージャ、狭視野のX線望遠鏡、可視光帯望遠鏡、ガンマ線バースト検出器を搭載した衛星の打上げ。
• GRBアラートを検出後数秒以内に地上局に伝送するVHF通信システムの実装。
• 広角カメラと2台のロボット式フォローアップ望遠鏡を備えた地上セグメントを用いた、迅速な天の川監視。
• 地球のターミネーターの夜半球でのGRB検出を最適化する衛星指向戦略の最適化。
• 次世代重力波検出器とSVOMを統合し、電磁的対応体の探索を実施。
• 複数波長にわたる観測の調整により、早期の後光分光測定と赤方偏移測定を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数波長の宇宙および地上システムを用いて、プロンプト放射発生後数分以内にGRBの後光を検出し、局所化することは可能か？
• RQ2 夜半球でのGRB検出効率を最大化するための最適な衛星指向戦略は何か？
• RQ3 SVOMは、地上観測所にアラートをどの程度の速さで伝送できるか？
• RQ4 早期の光学的後光分光測定によって、SVOMがGRBの赤方偏移測定精度をどの程度向上できるか？
• RQ5 SVOMは、X線およびガンマ線帯で重力波イベントの電磁的対応体を検出する上で、どのように貢献するか？

主な発見

• SVOMは、複数の機器を搭載した衛星プラットフォームを用いて、ガンマ線、X線、光学帯域で高い感度でGRBを検出・局所化できるように設計されている。
• VHF通信システムにより、バースト検出後数秒以内にGRBアラートを地上局に伝送でき、迅速なフォローアップ観測を支援する。
• 最適化された指向戦略により、夜半球でのGRB検出確率が向上し、数分以内に早期の光学的後光観測が可能になる。
• 大型望遠鏡を用いた早期の光学的後光分光測定は実現可能であり、赤方偏移測定の精度を著しく向上させる。
• SVOMは、X線およびガンマ線帯で重力波イベントの電磁的対応体を検出する立場に位置づけられており、マルチメッセンジャーアストロノミーを強化する。
• SVOMは、全波長帯域で次世代施設と統合されることにより、GRB観測の科学的成果を著しく向上させると予想される。