ガンマ線バースト　偏光検出器 – GAP – の開発

（ GAmma-ray burst Polarimeter : GAP ）

　ガンマ線バースト　偏光検出器 – GAP – の開発

（ GAmma-ray burst Polarimeter : GAP ）米徳大輔 （金沢大学）村上敏夫、 児玉芳樹、 江村尚美、 藤本大史 （金沢大）郡司修一、 岸本佑二、東海林礼之 、 田中佑磨（山形大）三原建弘　（理研）久保信 （クリアパルス）

ガンマ線バーストで読み解く太古の宇宙 　第２回領域シンポジウム（ 2008/11/27-29 ）

プロンプトの放射メカニズム　 ガンマ線偏光が鍵ガンマ線偏光が鍵

■ シンクロトロンか、ジッターか？■ 磁場は揃っているか、ランダムか？■ ユニフォームジェットか、パッチ―か？

0.0 100

case1

case2

どのように 1052 erg ものエネルギーを一瞬にしてガンマ線放射で解放するのか？

どのように 1052 erg ものエネルギーを一瞬にしてガンマ線放射で解放するのか？

既に２回の気球フライトを実施。来年５月に３回目（ Full Config. ）郡司（山形）、林田（阪大）、三原（理研）ほか

PHENEX 気球観測PHENEX 気球観測 PolariS 小型衛星PolariS 小型衛星イカロス GAPイカロス GAP

阪大、金沢、山形、理研、京都、 JAXA 、名大、東工大、立教、広島

2014 年以降か？金沢、山形、理研

TSUBAMETSUBAME 東工大

PoGo LitePoGo Lite2010 年に気球 (61 Units)スタンフォード、ハワイ、ストックホルム、東工大、広島大、山形大など

AXPAXP NASAイタリア核物理研究所 )

POETPOET

HXMTHXMT中国Phase-B ? うやむや ?

5000cm25000cm2

本格的な GRB 偏光観測衛星打ち上げ時期は未定 > 2013

GRAPEGRAPE LEPLEP

1600cm21600cm2 930cm2930cm2

■ 宇宙で直径 20m の帆を展開

■ 太陽からの輻射圧を受け、 光子の運動量を推進力に

■ 2010 年 5 月に H2A ロケットで 打ち上げ予定

140

高圧電源 高圧電源

プラスチックシンチレータCsI

R1840-12sR7400p analog

FPGACPU

60 m

m10

0 m

m

太陽電池パドル 太陽面

反太陽面

スラスタ用燃料タンク

■ 反太陽面のパネルに取り付け■ 前方には障害物は無い■ 偏光観測範囲： 70 – 300 keV■ スペクトル測定範囲： 30 – 300 keV■ 時間分解能１秒で偏光観測■ ２エネルギーバンドで偏光観測

小型ソーラーセイル実証機 IKAROS ( イカロス )

20m

PM-GAP 組み上げ

PM-GAP

　　温度変化－ 30℃ ～＋ 40℃

出力変化

時間 (hours)

Gain(%) 温度 (℃)

要求レベル (QT)

試験レベル

x, y 10Grms 10Grms

z 17Grms 16Grms

若狭湾エネルギー研究センター放射線医学総合研究所都立産業技術研究センター

振動試験 温度サイクル試験

プロトン・ガンマ線照射試験

石川県工業試験場

高集積回路素子の SEL, SEU は見られないCsI の放射化レベルの調査

KEK 高偏光Ｘ線実験KEK 実験で得られた偏光モジュレーションKEK 実験で得られた偏光モジュレーション

0 100 200 300回転角

イベ

ント数

10

0020

00■ 美しいモジュレーションが得られた

■ EGS5 や GEANT4 のシミュレーションと　　比較して 3% 程度で一致していそう■ 実験データとシミュレータを比較して　　システマティックを抑える努力が必要

偏光

検出

期待値

G

RB/y

r (3

σ)

MDP (GRB の偏光度 )

前方 π ステラジアンで発生したＧＲＢ前方３０度以内で発生したＧＲＢ

2

4

検出効率 22% @ 100 keVM-factor 35% @ 100 keV検出効率 22% @ 100 keVM-factor 35% @ 100 keV

偏光観測範囲： 70 – 300 keVスペクトル測定範囲： 30 – 300 keV時間分解能１秒で偏光観測２エネルギーバンドで偏光観測

偏光観測範囲： 70 – 300 keVスペクトル測定範囲： 30 – 300 keV時間分解能１秒で偏光観測２エネルギーバンドで偏光観測

GRB 以外の観測対象 - 「かに星雲」「マグネター」 - M

DP

赤：理想的 BGD緑： BGD ×3倍青：光軸から 10 度

1 10 100 1000

積分時間 (hrs)

1

10

100

　かに星雲　　かに星雲　

18%

2日 6日 12日

検出可

能な

偏光

度（

%）

2008 2009 2010

PM の完成

衛星インターフェース試験

FM の製作

回路部品のプロトン照射試験（２回）

総合試験

PM 単体試験 5 月 打ち上げ予定

FM 単体試験

10 月

おおまかなスケジュール

回路部品のガンマ線照射試験

現在

5 月

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5

KEK 高偏光Ｘ線試験

FM完成ま

で6ヶ

月

打ち上げまで1 年

5ヶ月

まとめ

■ フライトモデルの製作開始。 PM を用いた性能評価を実施中。

■ ミッション期間中に、 GRB から数例、かに星雲、 SGR ( マグネター ) の偏光観測が可能

■ 2010 年 5 月打ち上げ予定の小型ソーラーセイル実証機に GRB 偏光観測装置 (GAP) を搭載する