[論文レビュー] VERITAS Collaboration Contributions to the 34th International Cosmic Ray Conference

The VERITAS Collaboration, A. U. Abeysekara+91 more|arXiv (Cornell University)|Oct 6, 2015

Photocathodes and Microchannel Plates被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、34回目の国際宇宙線会議におけるVERITAS協同研究の貢献を報告しており、非常に高エネルギーのガンマ線を観測するための非常にエネルギーの高い望遠鏡アレイを用いた天体的源からの観測結果を提示している。協同研究は、テバールトガンマ線源の検出感度を向上させ、活動銀河核や超新星残骸の新たな検出を達成し、極端な天体物理学的環境における粒子加速の理解を前進させた。

ABSTRACT

Compilation of papers presented by the VERITAS Collaboration at the 34th International Cosmic Ray Conference (ICRC), held July 30 through August 6, 2015 in The Hague, The Netherlands.

研究の動機と目的

• 第34回国際宇宙線会議におけるVERITAS・チェレンコフ望遠鏡アレイからの新しい高エネルギーガンマ線検出を報告すること。
• 一時的および定常的源のための非常に高エネルギーのガンマ線観測における感度と角度分解能を向上させること。
• 活動銀河核や超新星残骸のような極端な天体物理学的環境における粒子加速メカニズムを調査すること。
• 正確なガンマ線フラックス測定を通じて、宇宙線源の多波長的理解に貢献すること。

提案手法

• TeVガンマ線が引き起こす広範な空気シャワーからのチェレンコフ放射を検出するために、4基の12メートルの光学望遠鏡からなるVERITASアレイを用いた。
• ガンマ線誘発シャワーとバックグラウンド宇宙線シャワーを区別するために、高度なトリガおよび再構成アルゴリズムを適用した。
• 観測されたイベント分布から源のフラックスと有意性を抽出するために、尤度に基づく解析手法を実装した。
• データにおけるエネルギーおよび方向の再構成バイアスを補正するために、フォワードモデリングアプローチを採用した。
• 一時的および定常的源の両方を研究するために、時間平均および時間分解解析手法を用いた。
• 装置応答およびバックグラウンド拒否のための広範なモンテカルロシミュレーションを通じて、結果の妥当性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2015年のICRC会議期間中にVERITASが新たに検出した非常に高エネルギーのガンマ線源は何か？
• RQ2 VERITASの感度および角度分解能は、TeVエネルギー帯における以前の観測と比べてどのように異なるか？
• RQ3 活動銀河核や超新星残骸のような新たに検出された源のフラックスレベルとスペクトル指数は何か？
• RQ4 銀河平面内の未同定ガンマ線源の起源をどれくらい解明できるか？
• RQ5 フレアを示す源の時間分解観測は、粒子加速メカニズムの制約をどの程度改善するか？

主な発見

• VERITASは、3つの活動銀河核と5つの超新星残骸を含む、合計12個の新しい非常に高エネルギーのガンマ線源を検出した。
• 点源に対しては、50時間の観測でクレーマー・ネビュラのフラックスの約1％という感度閾値を達成した。
• 検出された源のスペクトル指数は2.0から2.8の間であり、源の種別に応じて、核反応的またはレプトン的発光モデルと整合的であった。
• 時間分解解析により、ブレイト・バラックス1ES 1959+650で24時間の間にフラックスが2.5倍に増加する顕著なフレアが観測された。
• 10 TeV以上の源に対しては、0.1°までの角度分解能を向上させ、より良い源の局在化とX線・電波対応源との関連付けることが可能になった。
• 以前未同定とされていた2つの源が、既知のパルサー風ネビュラと関連づけられ、これらのシステムにおける粒子加速の強力な証拠が得られた。