MAGIC（望遠鏡）

主要な大気ガンマ線撮像チェレンコフ望遠鏡
	最初のMAGIC望遠鏡
別名	魔法
の一部	ロケデロスムチャチョス天文台
場所	ラ・パルマ島、大西洋、国際水域
座標	北緯28°45′43″ 西経17°53′24″ / 北緯28.76194444444° 西経17.89° / 28.761944444444; -17.89
高度	2,200 メートル (7,200 フィート)
波長	ガンマ線（間接的）
構築済み	2004
初光	2004年、2009年
望遠鏡スタイル	IACT; 反射望遠鏡; ガンマ線望遠鏡
直径	17メートル（55フィート9インチ）
収集エリア	236 m 2 (2,540 平方フィート)
焦点距離	1.03 倍速
取り付け	金属構造
交換	ヘグラ
Webサイト	マジック
	MAGICの場所
	コモンズの関連メディア
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MAGIC ( Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescopes 、後にMAGIC Florian Goebel Telescopesに改名) は、カナリア諸島の1つ、ラ・パルマ島の標高約2200メートルにあるロケ・デ・ロス・ムチャチョス天文台に設置された2台の撮像大気チェレンコフ望遠鏡のシステムです。MAGICは、ガンマ線によって放出される粒子シャワーを、チェレンコフ放射、つまりシャワー内の荷電粒子によって放射される微弱な光を使用して検出します。反射面の直径は17メートルで、 HESS IIが建造される前は世界最大でした。

最初の望遠鏡は2004年に建造され、5年間スタンドアロンモードで運用されました。2台目のMAGIC望遠鏡（MAGIC-II）は、最初の望遠鏡から85メートル離れた場所にあり、2009年7月にデータの取得を開始しました。これら2台はMAGIC望遠鏡の立体視システムを統合しています。^[1]

MAGIC は、その大型ミラーにより、 50 GeV (後に 25 GeV に引き下げられた) から 30 TeV の光子エネルギーを持つ宇宙ガンマ線に敏感です。他の地上ガンマ線望遠鏡は通常、200～300 GeV を超えるガンマエネルギーを観測します。ガンマ線天文学では、衛星ベースの検出器も利用しており、keV から数 GeV までのエネルギー範囲のガンマ線を検出できます。

目的

望遠鏡の目的は、主に以下のものから来る光子を検出し、研究することです。

活動銀河核におけるブラックホールの集積
超新星残骸は宇宙線の源として注目されている。
パルサー風星雲やX線連星などの他の銀河源。^[2]^[3]
未確認のEGRETまたはフェルミソース
ガンマ線バースト
暗黒物質の消滅

観察

MAGICは、かにパルサーから25 GeV以上のエネルギーを持つパルスガンマ線を発見しました。^[4]このような高エネルギーの存在は、ガンマ線源がパルサーの磁気圏のはるか遠くにあることを示しており、多くのモデルと矛盾しています。

2006年にMAGICは地球から50億光年離れたクエーサー 3C 279からの超高エネルギー宇宙線を検出しました^[5]。これは超高エネルギー宇宙線が検出されたこれまでの記録距離の2倍です。この信号は、光学望遠鏡と赤外線望遠鏡のデータに基づいてこれまで考えられていたよりも宇宙が透明であることを示していました。

MAGICは、矮小銀河ドラコにおける暗黒物質の崩壊から生じる宇宙線を観測しなかった。^[6]これにより、暗黒物質モデルに対する既知の制約が強化される。

2005 年 7 月 9 日のブレーザーマルカリアン 501の短いバーストから発せられた宇宙線の光速度のエネルギー依存性は、はるかに議論を呼んでいる観測である。1.2 ～ 10 TeV のエネルギーを持つ光子は、0.25 ～ 0.6 TeV の帯域の光子より 4 分遅れて到着した。平均遅延は、光子のエネルギー 1 GeV あたり 30 ±12 ms であった。光子の空間速度とそのエネルギーの関係が線形である場合、これは光速度の分数差がマイナス光子のエネルギーを 2×10 ^{17 GeV で割った値に等しいことを意味する。研究者らは、この遅延は}量子泡の存在によって説明できると示唆している。量子泡の不規則な構造は、ブレーザーの場合のように宇宙の距離でのみ検出可能な極小量だけ光子を減速させる可能性がある。^[7]^[8]

技術仕様

各望遠鏡の仕様は次のとおりです。

収集エリア236m2、50cm ^× 50cmのアルミニウム製個別反射板956個
軽量カーボンファイバーフレーム
中央に 396 個の独立した六角形光電子増倍管検出器 (直径: 2.54 cm) があり、その周囲に 180 個のより大きな光電子増倍管検出器 (直径: 3.81 cm) が配置された検出器。
データは光ファイバーケーブルによってアナログ形式で転送される
信号のデジタル化は、2GHzのサンプリングレートを持つADC（アナログ-デジタルコンバータ）を介して行われます。
総重量40,000kg
空のどの位置へも移動できる反応時間は22秒未満^[9]

反射鏡の各ミラーは、アルミニウムハニカムと 5 mm の AlMgSi 合金板のサンドイッチ構造で、ミラー表面の経年劣化を防ぐために薄い石英層で覆われています。ミラーは球形をしており、その曲率は放物面反射鏡の板の位置に対応しています。ミラーの反射率は約 90% です。焦点のサイズは、ピクセルサイズの約半分 (<0.05°) です。

望遠鏡をさまざまな仰角に向けると、重力の影響で反射鏡が理想的な形状からずれてしまいます。この変形を抑えるために、望遠鏡にはアクティブミラーコントロールシステムが装備されています。各パネルには 4 つのミラーが取り付けられており、フレーム内での向きを調整できるアクチュエータが装備されています。

検出器からの信号は162mの光ファイバーを介して伝送されます。信号はデジタル化され、32kBのリングバッファに保存されます。リングバッファの読み出しは20μsのデッドタイムとなり、これは1kHzの設計トリガーレートで約2%のデッドタイムに相当します。読み出しはPCI（MicroEnable）カード上のFPGA（Xilinx ）チップによって制御されます。データは最大20MB/sの速度でRAID0ディスクシステムに保存され、一晩で最大800GBの生データになります。^[9]

協力機関

ドイツ、スペイン、イタリア、スイス、クロアチア、フィンランド、ポーランド、インド、ブルガリア、アルメニアの20以上の研究機関の物理学者がMAGICの使用に協力しており、最大のグループは

Institut de Física d'Altes Energy ( IFAE )、スペイン
バルセロナ自治大学、スペイン
マドリッド・コンプルテンセ大学、スペイン
Centro de Investigaciones Energéticas、MedioAmbientales y Tecnológicas ( CIEMAT )、スペイン
アンダルシア天文学研究所、スペイン
カナリアス天文学研究所、スペイン
ETHZ、チューリッヒ、スイス
スイス、ジュネーブ、UNIGE
Dipartimento di Fisica および INFN、パドヴァ大学、イタリア
トゥオルラ天文台、ピッキオ、フィンランド
Dipartimento di Fisica および INFN、シエナ大学、イタリア
Dipartimento di Fisica および INFN、ウーディネ大学、イタリア
ドルトムント工科大学、ドイツ
ヴュルツブルク大学、ドイツ
マックス・プランク物理学研究所、ドイツ
スイス、チューリッヒ素粒子物理学研究所
イタリア国立天体物理学研究所（INAF）
ブルガリア、ソフィア、原子力研究・原子力エネルギー研究所
Croatian MAGIC Consortium ( Institute Ruđer Bošković、ザグレブ、University of Split、スプリト、University of Rijeka、Rijeka )、クロアチア

参照

パベル・チェレンコフ

参考文献

^ 「MAGIC 望遠鏡の技術的現状」、MAGIC コラボレーション、国際宇宙線会議 2009 年、arXiv:0907.1211
^ Albert, J. (2006). 「マイクロクエーサー LS I +61 303 からの可変超高エネルギーガンマ線放射」. Science . 312 (5781): 1771–3. arXiv : astro-ph/0605549 . Bibcode :2006Sci...312.1771A. doi :10.1126/science.1128177. PMID 16709745. S2CID 20981239.
^ アルバート、J.アリュー、E。アンダーハブ、H.アントランツ、P.アルマダ、A.バイシェラス、C.ジャイアント州バリオ。バートコ、H.バスティエリ、D.ベッカー、JK。ベドナレク、W.バーガー、K。ビゴンジャリ、C.ビランド、A. ＲＫ州ボック。ボルダス、P.ボッシュ＝ラモン、V.ブレッツ、T.ブリトヴィッチ、I.カマラ、M。カルモナ、E.チリンガリアン、A.コアラサ、JA;コミッハウ、S.コントレラス、JL;コルティナ、J.コスタド、モンタナ州。クルテフ、V.ダニリアン、V.他。 (2007)。「恒星質量ブラックホール連星 Cygnus X-1からの超高エネルギーガンマ線放射」(PDF)。天体物理学ジャーナル。665 (1): L51 – L54。arXiv : 0706.1505。Bibcode :2007ApJ...665L.。 51A. doi :10.1086/521145. hdl :2445/150806. S2CID15302221 .
^ アリュー、E.アンダーハブ、H.ルイジアナ州アントネッリ。アントランツ、P.バックス、M.バイシェラス、C.ジャイアント州バリオ。バートコ、H.バスティエリ、D.ベッカー、JK。ベドナレク、W.バーガー、K。バーナルディーニ、E.ビゴンジャリ、C.ビランド、A. ＲＫ州ボック。ボノーリ、G.ボルダス、P.ボッシュ＝ラモン、V.ブレッツ、T.ブリトヴィッチ、I.カマラ、M。カルモナ、E.チリンガリアン、A.コミッハウ、S.コントレラス、JL;コルティナ、J.コスタド、モンタナ州。コヴィーノ、S.他。（2008年）。「MAGICによるクラブパルサーからの25GeV以上のパルス光線の観測」。サイエンス. 322 (5905): 1221–1224. arXiv : 0809.2998 . Bibcode :2008Sci...322.1221A. doi :10.1126/science.1164718. PMID 18927358. S2CID 5387958.
^ アルバート、J.アリュー、E。アンダーハブ、H.ルイジアナ州アントネッリ。アントランツ、P.バックス、M.バイシェラス、C.ジャイアント州バリオ。バートコ、H.バスティエリ、D.ベッカー、JK;ベドナレク、W.バーガー、K。バーナルディーニ、E.ビゴンジャリ、C.ビランド、A. ＲＫ州ボック。ボノーリ、G.ボルダス、P.ボッシュ＝ラモン、V.ブレッツ、T.ブリトヴィッチ、I.カマラ、M。カルモナ、E.チリンガリアン、A.コミッハウ、S.コントレラス、JL;コルティナ、J.コスタド、モンタナ州。他。 (2008-06-27)。「遠方のクエーサーからの超高エネルギーガンマ線：宇宙はどれほど透明か？」サイエンス。320（5884）：1752–4。arXiv ：0807.2822。Bibcode ： 2008Sci ...320.1752M。doi ：10.1126/ science .1157087。PMID 18583607。S2CID 16886668 。 {{cite journal}}: CS1 メンテナンス: 日付と年 (リンク)
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^ Lee, Chris (2007-08-23). 「ガンマ線バースターによる量子重力の探査」Ars Technica . 2022年8月10日閲覧。
^ ab Cortina, J.; MAGIC コラボレーション (2005)。「MAGIC 望遠鏡の現状と最初の成果」。天体物理学と宇宙科学。297 (2005): 245–255。arXiv : astro-ph/0407475。Bibcode :2005Ap&SS.297..245C。doi :10.1007 / s10509-005-7627-5。S2CID 16311614 。

外部リンク

MAGIC Telescopeの公式ウェブページ
MAGICデータセンター
Aspera ヨーロッパネットワークポータル
Astroparticle.org: 天体粒子物理学についてすべてを知る
Twitter での天体素粒子物理学ニュース

[1] 「MAGIC 望遠鏡の技術的現状」、MAGIC コラボレーション、国際宇宙線会議 2009 年、arXiv:0907.1211

[2] Albert, J. (2006). 「マイクロクエーサー LS I +61 303 からの可変超高エネルギーガンマ線放射」. Science . 312 (5781): 1771–3. arXiv : astro-ph/0605549 . Bibcode :2006Sci...312.1771A. doi :10.1126/science.1128177. PMID 16709745. S2CID 20981239.

[3] アルバート、J.アリュー、E。アンダーハブ、H.アントランツ、P.アルマダ、A.バイシェラス、C.ジャイアント州バリオ。バートコ、H.バスティエリ、D.ベッカー、JK。ベドナレク、W.バーガー、K。ビゴンジャリ、C.ビランド、A. ＲＫ州ボック。ボルダス、P.ボッシュ＝ラモン、V.ブレッツ、T.ブリトヴィッチ、I.カマラ、M。カルモナ、E.チリンガリアン、A.コアラサ、JA;コミッハウ、S.コントレラス、JL;コルティナ、J.コスタド、モンタナ州。クルテフ、V.ダニリアン、V.他。 (2007)。「恒星質量ブラックホール連星 Cygnus X-1からの超高エネルギーガンマ線放射」(PDF)。天体物理学ジャーナル。665 (1): L51 – L54。arXiv : 0706.1505。Bibcode :2007ApJ...665L.。 51A. doi :10.1086/521145. hdl :2445/150806. S2CID15302221 .

[4] アリュー、E.アンダーハブ、H.ルイジアナ州アントネッリ。アントランツ、P.バックス、M.バイシェラス、C.ジャイアント州バリオ。バートコ、H.バスティエリ、D.ベッカー、JK。ベドナレク、W.バーガー、K。バーナルディーニ、E.ビゴンジャリ、C.ビランド、A. ＲＫ州ボック。ボノーリ、G.ボルダス、P.ボッシュ＝ラモン、V.ブレッツ、T.ブリトヴィッチ、I.カマラ、M。カルモナ、E.チリンガリアン、A.コミッハウ、S.コントレラス、JL;コルティナ、J.コスタド、モンタナ州。コヴィーノ、S.他。（2008年）。「MAGICによるクラブパルサーからの25GeV以上のパルス光線の観測」。サイエンス. 322 (5905): 1221–1224. arXiv : 0809.2998 . Bibcode :2008Sci...322.1221A. doi :10.1126/science.1164718. PMID 18927358. S2CID 5387958.

[5] アルバート、J.アリュー、E。アンダーハブ、H.ルイジアナ州アントネッリ。アントランツ、P.バックス、M.バイシェラス、C.ジャイアント州バリオ。バートコ、H.バスティエリ、D.ベッカー、JK;ベドナレク、W.バーガー、K。バーナルディーニ、E.ビゴンジャリ、C.ビランド、A. ＲＫ州ボック。ボノーリ、G.ボルダス、P.ボッシュ＝ラモン、V.ブレッツ、T.ブリトヴィッチ、I.カマラ、M。カルモナ、E.チリンガリアン、A.コミッハウ、S.コントレラス、JL;コルティナ、J.コスタド、モンタナ州。他。 (2008-06-27)。「遠方のクエーサーからの超高エネルギーガンマ線：宇宙はどれほど透明か？」サイエンス。320（5884）：1752–4。arXiv ：0807.2822。Bibcode ： 2008Sci ...320.1752M。doi ：10.1126/ science .1157087。PMID 18583607。S2CID 16886668 。 {{cite journal}}: CS1 メンテナンス: 日付と年 (リンク)

[6] Albert, J.; et al. (2008). 「矮小球状銀河ドラコからの140 GeVを超えるγ線放射の上限」.アストロフィジカルジャーナル. 679 (1): 428–431. arXiv : 0711.2574 . Bibcode :2008ApJ...679..428A. doi :10.1086/529135. S2CID 15324383.

[7] Albert, J.; Ellis, John; Mavromatos, NE; Nanopoulos, DV; Sakharov, AS; Sarkisyan, EKG (2008). 「MAGIC 望遠鏡で観測された活動銀河核 Markarian 501 のフレアからの光子を用いた量子重力の探査」. Physics Letters B. 668 ( 4): 253–257. arXiv : 0708.2889 . Bibcode :2008PhLB..668..253M. doi :10.1016/j.physletb.2008.08.053. S2CID 5103618.

[8] Lee, Chris (2007-08-23). 「ガンマ線バースターによる量子重力の探査」Ars Technica . 2022年8月10日閲覧。

[Cortina_2004-9] Cortina, J.; MAGIC コラボレーション (2005)。「MAGIC 望遠鏡の現状と最初の成果」。天体物理学と宇宙科学。297 (2005): 245–255。arXiv : astro-ph/0407475。Bibcode :2005Ap&SS.297..245C。doi :10.1007 / s10509-005-7627-5。S2CID 16311614 。

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