ALPACA実験

超高エネルギーガンマ線天文学

宇宙からやってくる非常に高いエネルギーを持った水素から鉄までの原子核 − 宇宙線 − は1912年にオーストリアの物理学者ヴィクトール・ヘスによって発見されました。 4×1015電子ボルト = 4 PeV (1電子ボルト ≒ 1.6×10-19 J) 程度以下のエネルギーを持った宇宙線は銀河系内の加速天体 (PeVatron)、 例えば超新星の残骸などで作られていると考えらていますが、 その源 PeVatron については未だに特定されていません。 宇宙線は電荷を持っていますので、地球に到達するまでに銀河系内の磁場で進行方向を曲げられるため、 宇宙線の到来方向が決まっても、それは源の方向を指し示してはいないのです。 一方、源で作られたPeV領域宇宙線の一部は、その周辺にあるガスにぶつかり、元の宇宙線の10分の1 程度のエネルギーを持った100 TeV領域ガンマ線を生成します。 ガンマ線は磁場で曲げられないので、光と同じように、 地球で観測した到来方向が源の方向を指し示しています。 我々はこのような100 TeVガンマ線を世界で初めて観測することによって、宇宙線の源を探します。

いて座A*

我々の銀河系中心にある「いて座A*」。超大質量ブラックホールがあるとされている。 超高エネルギー宇宙線源 (PeVatron) のひとつとして期待されている。
Credits: X-ray: NASA/CXC/MIT/F. Baganoff et al.; Illustrations: NASA/CXC/M.Weiss
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