ピエール・オージェ天文台

ピエール・オージェ天文台は、アルゼンチンにある国際宇宙線観測所で、超高エネルギー宇宙線（光速に近い速度で移動し、それぞれが100万を超えるエネルギーを持つ素粒子）を検出するために設計されています。10 ¹⁸ eV 。地球の大気中では、このような粒子が空気の原子核と相互作用し、さまざまな他の粒子を生成します。これらの影響粒子（「エアシャワー」と呼ばれる）は検出および測定できます。しかし、これらの高エネルギー粒子の到着率は1世紀あたり1 km 2 あたりわずか 1 回と推定されているため、 オーガー 観測^所 は、これらのイベントを多数記録するために、ロードアイランド州またはルクセンブルクの大きさである3,000 km ² (1,200平方マイル)の検出領域を作成しました。オーガー観測所は、アルゼンチンのメンドーサ州西部、アンデス山脈の近くにあります。   

建設は2000年に始まり、^{[ 1 ]}観測所は2005年から実用レベルのデータを取得し、2008年に正式に完成しました。北部サイトは米国コロラド州南東部に位置し、ラマーコミュニティカレッジがホストを務める予定でした。また、水チェレンコフ検出器と蛍光望遠鏡で構成され、面積は10,370  km ^2で、オーガーサウスの3.3倍の大きさでした。

この天文台はフランスの物理学者ピエール・ヴィクトル・オージェにちなんで名付けられました。このプロジェクトは1992年にジム・クローニンとアラン・ワトソンによって提案されました。現在、世界中の100近い機関から500人以上の物理学者が協力してアルゼンチンの施設の維持とアップグレードを行い、測定データの収集と分析を行っています^{[ 2 ]}。参加した15か国は5000万ドルの建設予算を分け合い、それぞれが総費用のごく一部を負担しました。

宇宙空間から超高エネルギー宇宙線が地球に到達します。これらは単一の素粒子（陽子または原子核）で構成されており、それぞれのエネルギーレベルは1000を超えるものです。10 ¹⁸ eV 。このような単一粒子が地球の大気圏に到達すると、そのエネルギーは数十億個の他の粒子（電子、光子、ミューオン）に散逸し、いずれも光速に近い速度で移動します。これらの粒子は縦方向に（単一粒子の入射経路に垂直に）広がり、軸付近で強度が高くなる粒子の平面が前方に移動します。このような現象は「エアシャワー」と呼ばれます。大気圏を通過する際、この粒子の平面は、人間の目には見えない紫外線（蛍光効果と呼ばれる）を、ほぼ直線状の稲妻の軌跡のようなパターンで発生させます。これらの軌跡は、わずかに高い位置から観測する蛍光検出器と呼ばれる特殊な望遠鏡によって高速で撮影できます。その後、粒子が地表に到達すると、水槽に衝突した際にチェレンコフ効果によって可視の青色光を発し、検出することができます。高感度光電管はこれらの衝突を捉えることができます。このような装置は、水チェレンコフ検出器、あるいは「タンク」と呼ばれます。オーガー天文台には、同じ領域をカバーする両方のタイプの検出器が設置されており、非常に精密な測定が可能となっています。

空気シャワーが地上の複数のチェレンコフ検出器に当たると、基本的な幾何学を用いて光線の方向を計算できます。縦軸の位置は、影響を受けた各地上局の密度から決定できます。衝突地点の時間差に応じて、軸の角度を決定できます。軸が垂直な場合にのみ、すべての地上検出器がまったく同じ瞬間に記録され、軸が傾くと、最も早い着地と最も遅い着地の間に時間差が生じます。^{[ 3 ]}

この天文台は2005年から質の高いデータを収集しており、2008年に正式に完成した。

2007年11月、オーガープロジェクトチームは予備的な結果を発表した。それによると、最もエネルギーの高い27のイベントの発生方向は、活動銀河核（AGN）の位置と相関していた。^{[ 6 ]}しかし、その後、はるかに大きなデータサンプルを用いたテストにより、最初に観測された相関の度合いは、おそらく統計的な変動によるものであることが明らかになった。^{[ 7 ]}

2017年、12年間の観測データにより、高エネルギー宇宙線の到来方向に顕著な異方性があることが発見された。8 × 10 ¹⁸  eV。これは、これらの極めて高エネルギーの宇宙線の発生源が銀河系外（つまり、我々の銀河系の外）であることを裏付けています（超高エネルギー宇宙線を参照）。^{[ 8 ]} しかし、これらの超高エネルギー宇宙線の加速に関与している銀河の種類はまだわかっていません。この問題は、ピエール・オージェ天文台の AugerPrime アップグレードで引き続き調査されています。

ピエール・オージェコラボレーションは、50 EeV以下の地上アレイイベントの1パーセントを（アウトリーチ目的で）公開しました（10 ¹⁸  eV）。これより高いエネルギーの事象は、より詳細な物理分析が必要となるため、この方法では公開されません。データは、公開イベント表示ウェブサイトで閲覧できます。

2021年10月現在、米国マディソンで開催された2019年国際宇宙線会議で発表されたデータの一部（10%）が一般に公開されている。^{[ 9 ] [ 10 ]}

新しい検出技術や、観測所のアップグレードの可能性に関する研究開発が行われました。これには以下が含まれます。

• より高高度を観測可能な蛍光検出望遠鏡3基（HEAT：高高度オーガー望遠鏡）
• 地表検出器と地下ミューオンカウンターを組み合わせた、高密度な入れ子式アレイ2基（AMIGA—オージェミューオンおよび地上アレイ用充填検出器）
• シャワーカスケードからの電波放射を30～80MHzの周波数範囲で検出するためのプロトタイプ電波望遠鏡アレイ（AERA：オーガーエンジニアリング電波アレイ） 
• シャワー電子からのマイクロ波放射（周波数約4GHz  ）の検出に関する研究開発

アルゼンチンは2007年7月14日に天文台を記念する切手10万枚を発行した。切手には前景に表面検出器タンク、背景に蛍光検出器の建物、そして「10 ²⁰  eV」と大きな文字で書かれている。^{[ 11 ] [ 12 ]}

• 天文台一覧
• 天文学会一覧
• 望遠鏡一覧

• 最高エネルギー宇宙線と近傍の銀河系外天体との相関関係：サイエンス誌2007年（購読が必要）。arXivプレプリント（無料だが公式ではない）。
• レット・イット・レイン・シンメトリー2005年2月

• 公式サイト
• 公共イベント展示
• 南部サイトのウェブサイト（スペイン語と英語）
• 天文台のFlickrウェブサイト
• COSMUS – PAO向けビジュアル資料：動画、マラギュエ観測地点上空の宇宙線シャワーのアニメーション3Dモデル、ステレオ写真などが含まれます。
• ASPERA（欧州宇宙素粒子物理学ネットワーク）
• Astroparticle.org – 欧州の宇宙素粒子物理学ポータル
• 宇宙線の検出：オーガー天文台と最先端科学 2009年4月28日にWayback Machineにアーカイブ済み– アンジェラ・オリントへのインタビュー（動画）