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次世代分光・測光観測に基づく太陽系外惑星の表面環境同定とバイオマーカー

Research Project

Project/Area Number 11J06070
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

藤井 友香  東京大学, 大学院・理学系研究科, 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系外惑星 / 天文学 / 地球 / アストロバイオロジー / 生命 / 国際研究者交流 / アメリカ
Research Abstract

将来の系外惑星直接撮像によって地球型系外惑星の表層環境の詳細を調べる方法を検討している。これまでは特に、自転や公転による惑星光の時間変化を用いた惑星表層マッピングと組成同定の枠組みを整備し、地球の観測データとシミュレーションデータに適用することでその現実的な可能性を探ってきた。前年度までは、その枠組みの適用範囲は軌道傾斜角が0度の場合に限定されていた。軌道が傾いている場合、散乱の非等方性の影響でマッピングの結果が大きくバイアスされてしまうからである。今年度は、解析に使うフェーズを限定することでそのバイアスを抑制できることを確かめ、さまざまな軌道要素を持つ惑星について、自転軸の向きの推定と表層マッピングの可能性を系統的に調べた。また、潮汐ロックされている場合や木星のような縞状構造がある場合、あるいは過去の地球の大陸配置を持つ場合など、現在の地球と異なる様々な惑星モデルについても調べた。
さらに、EPOXIによって宇宙空間から観測された地球の近赤外分光データを用いて、点源としての地球のスペクトルに見られる大気分子の吸収線の時間変化を調べ、連続成分とは異なるふるまいをすることを示した。このふるまいは雲が不透明として簡単化したモデルで再現できることが確かめられ、逆に分子吸収線の時間変化から雲被覆の非一様性の情報が得られることが分かった。また、酸素や二酸化炭素と水蒸気の吸収線変動パターンが異なることに注目し、水蒸気分布の非一様性の検証可能性、またそれが与えうる水循環についての示唆について議論した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

惑星光の時間変化の地表面マッピングを一般の軌道要素の場合や大陸分布が異なる場合に拡張でき、第二の地球の表面の復元可能性を系統的に調べることができた。また、雲分布や水蒸気分布、ひいては水の循環について分子の吸収線によって調べる方法を、実際の地球のデータを用いて検証した。これらにより、系外地球型惑星の海や大陸、雲、そして水蒸気など、生命環境にとって極めて重要な情報を将来観測で得られる可能性が広がった。

Report

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

    (12 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Variability of Water and Oxygen Absorption Bands in the Disk-Integrated Spectra of the Earth2013

    • Author(s)
      藤井 友香
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 765 Issue: 2 Pages: 76-76

    • DOI

      10.1088/0004-637x/765/2/76

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mapping Earth-analogs from Photometric Variability : Spin-Orbit Tomography for Planets in Inclined Orbits2012

    • Author(s)
      Yuka Fujii, Hajime Kawahara
    • Journal Title

      Astrophysical Journal

      Volume: 755 Issue: 2 Pages: 101-101

    • DOI

      10.1088/0004-637x/755/2/101

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Can Ground-based Telescopes Detect The Oxygen 1.27 Micron Absorption Feature as a Biomarker in Exoplanets ?2012

    • Author(s)
      Kawahara, et al.
    • Journal Title

      Astrophysical Journal

      Volume: 758 Issue: 1 Pages: 13-11

    • DOI

      10.1088/0004-637x/758/1/13

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] econd Earth II : Effects of Clouds on Photometric Characterization of Earth-li2011

    • Author(s)
      to, Satoru Fukuda, Teruyuki Nakajim
    • Journal Title

      Astrophysical Journal

      Volume: 738 Issue: 2 Pages: 184-184

    • DOI

      10.1088/0004-637x/738/2/184

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ain of Earth-like Planets from Photometric Variability : Demonstration with P12011

    • Author(s)
      Hajime Kawahara, Yuka Fujii
    • Journal Title

      Astrophysical Journal Letters

      Volume: 739 Issue: 2 Pages: L62-L62

    • DOI

      10.1088/2041-8205/739/2/l62

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 吸収線の変動で探る地球型惑星の表層環境2013

    • Author(s)
      藤井 友香
    • Organizer
      日本天文学会 春季年会
    • Place of Presentation
      埼玉大学(埼玉)
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Probing the Humidity of Earth-like Exoplanets2012

    • Author(s)
      藤井 友香
    • Organizer
      IAU General Assembly
    • Place of Presentation
      北京(中国)
    • Year and Date
      2012-08-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 地球型惑星の水吸収線と表層環境2012

    • Author(s)
      藤井友香
    • Organizer
      天文学会春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学深草キャンパス
    • Year and Date
      2012-03-22
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 地球型惑星のバイオマーカー2012

    • Author(s)
      藤井友香
    • Organizer
      自然科学研究機構シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-20
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Simulation and Inversion of Annual Light Curves of a Second Earth2012

    • Author(s)
      藤井友香
    • Organizer
      Exoclimes 2012
    • Place of Presentation
      Aspen, CO, USA
    • Year and Date
      2012-01-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 地球型惑星のキャラクタリゼーション2011

    • Author(s)
      藤井友香
    • Organizer
      国際高等研究所「宇宙の生命」研究会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Global Mapping of Earth-like Exoplanets from Scattered Light Curves as a Probe of the Habitat2011

    • Author(s)
      藤井友香
    • Organizer
      Extreme Solar Systems II
    • Place of Presentation
      Jackson, CO, USA
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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

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