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近赤外高分散エシェル分光器の開発による木星熱圏ダイナミクスの観測的研究

Research Project

Project/Area Number 11J03411
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Space and upper atmospheric physics
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

宇野 健  東北大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords赤外観測 / 木星 / オーロラ / 分光 / 熱圏
Research Abstract

昨年度に国立天文台Subaru/IRCSを用いて実施した木星観測では、新たな展望として、Subaru/IRCSに取り付けられた補償光学を用いて、地球大気のゆらぎを補正し、望遠鏡の回折限界に迫る高い空間分解能のオーロラ観測を実施した。高い空間分解能でオーロラ帯の木星ディスク辺縁付近を観測することにより、H_2とH_3^+のオーロラ発光高度を直接導出することが可能となる。本年度は、このデータを画像解析することで、これまで未知であった赤外のH_2とH_3^+(振動準位ν_2=2→0,およびν_2=3→1)のオーロラ発光高度を直接導出した。発光高度の導出には、先行研究に習いオニオンピーリングと呼ばれる手法を用いた。これは、オーロラ発光層を複数の薄い層に区切り、上層から順に単位体積あたりの発光強度を導出する手法である。本研究で用いたオニオンピーリングの手法には2つの仮定が置かれている。一つ目は、オーロラ発光層が光学的に十分薄く、視線方向で最も奥の大気から放出された光も、途中で吸収されることなく観測者に到達する、という仮定である。二つ目の仮定は、オーロラが水平方向に一様である、というものである。私はオーロラ発光の構造をモデリングし、水平構造の影響を調べた。その結果、今回のオーロラ観測ジオメトリの条件に置いては、オニオンピーリングで得られる高度分布は、もとの高度分布をよく再現することが分かった。
従って、今回の観測に対してオニオンピーリングを適用することは妥当であるという結論が得られた。
近赤外高分散エシェル分光器の開発においては、昨年度新たに開発、導入した回折格子駆動機構に再現性の課題が見つかり、これを改善するための改修を施した。また、フィルター交換機構や画像・分光切替機構をはじめとする各コンポーネントを製作し、赤外分光器の完成に目処をつけた。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] On the feasibility of characterizing Jovian auroral electrons via H3+ infrared line-emission analysis2012

    • Author(s)
      Tao, Chihiro, et al.
    • Journal Title

      Icarus

      Volume: 221 Issue: 1 Pages: 236-247

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2012.07.015

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 地上赤外観測で捉える木星極域の熱圏大気2012

    • Author(s)
      宇野健, 他
    • Journal Title

      日本惑星科学会誌「遊星人」

      Volume: 21 Pages: 22-28

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Jovian thermosphere temperature derived from the observation of H2 and H3+ IR emissions2011

    • Author(s)
      Uno, Takeru, et.al.
    • Journal Title

      EPSC-DPS Joint Meeting 2011, held 2-7 October 2011 in Nantes, France

      Pages: 1831-1832

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 地上高空間分解能観測による、木星近赤外オーロラ発光の高度分布導出2012

    • Author(s)
      宇野 健
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第132回総会・講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター、札幌市
    • Year and Date
      2012-10-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Jovian infrared H3+ and H2 aurora observed by SUBARU/IRCS2012

    • Author(s)
      Kasaba, Yasumasa
    • Organizer
      AOGS meeting 2012
    • Place of Presentation
      シンガポール、シンガポール(代理発表)
    • Year and Date
      2012-08-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] The first observation of the altitude distribution of Jovian near-IR auroral emission using SUBARU/IRCS with Adaptive Optics2012

    • Author(s)
      Uno, Takeru
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉市
    • Year and Date
      2012-05-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 2010年Subaru/IRCS観測による木星熱圏のH2およびH3+温度分布2011

    • Author(s)
      宇野健
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会第130回総会・講演会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2011-11-04
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Jovian thermospheric temperature derived from the observation of H2 and H3+ IR emissions2011

    • Author(s)
      Uno, Takeru
    • Organizer
      EPSC-DPS Joint Meeting 2011
    • Place of Presentation
      Nantes, France
    • Year and Date
      2011-11-03
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of Jovian Thermospheric Temperature by the Observation of H2 and H3+ Auroral Emission2011

    • Author(s)
      Kasaba, Yasumasa(代理発表)
    • Organizer
      Magnetospheres of Outer Planets 2011
    • Place of Presentation
      Boston University, Boston, Massachusetts, USA
    • Year and Date
      2011-07-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigations of the thermospheric dynamics of H2 and H3+ in Jupiter2011

    • Author(s)
      Uno, Takeru
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張
    • Year and Date
      2011-05-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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