近赤外面分光ユニットの開発と、それを用いた銀河形成・進化機構の解明

• Project/Area Number: 14J06780
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 北川 祐太朗 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 赤外天文学 / 面分光 / IFU / 超精密加工 / 銀河天文学 / 赤外線天文学 / 銀河形成進化

Outline of Annual Research Achievements

今年度は，イメージスライサー型近赤外面分光ユニットの開発項目のうちその心臓部であるスライスミラーアレイの加工パラメータの最適化と超精密切削加工による製作実証実験をおこなった．
ニッケルリンめっきを載せたSi高含有アルミニウム合金に対して，超精密切削加工をおこなった結果，要求される表面精度 (表面粗さ 10 nm 以下，形状誤差 0.1 μm以下)で上記ミラーアレイが製作可能であることを実証した．ニッケルリンめっきを用いた赤外用スライスミラー加工は本研究が初となる．
製作したスライスミラーアレイは幅500μmの反射面を25枚もっており，本番用で用いられるミラーとほぼ同じ仕様である．本実験では加工パラメータを最適化することにより，種々の形状誤差を取り除き，要求仕様を満たす鏡面精度を得ることに成功した．ニッケルリンめっきは研磨可能であることから，将来的には微小領域の研磨加工技術を応用することで，通常の金属切削加工では到達困難な鏡面精度(粗さ~ 1nm)への可能性も開けた．

更に将来の近赤外面分光観測に向けたケーススタディとして，すばる望遠鏡の赤外カメラIRCSと補償光学装置(AO188)を用いた近傍 dusty LIRGの高空間分解撮像観測をおこなった．銀河内部の各領域をおよそ0.4kpcで分解した結果，銀河の各領域において sSFR ~ 0.5-2 yr-1 という高い星形成活動を示すことが明らかになった．これは z ~ 0 の メインシークエンス銀河と比較すると，1－2桁近く高いsSFRをもっていることになり，銀河内部の各領域においてスターバースト的な星形成をおこなっていることが示唆された．

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Fabrication of a wide-field NIR integral field unit for SWIMS using ultra-precision cutting (2016)
  • Author(s): Kitagawa Y., Yamagata Y., Morita S.-y., Motohara K., Ozaki S., Takahashi H., Konishi M., Kato N. M., Kobayakawa Y., Terao Y., Ohashi H.
  • Journal Title: Advances in Optical and Mechanical Technologies for Telescopes and Instrumentation II : Proceedings of SPIE Volume: 9912 Pages: 991225-991225
  • DOI: 10.1117/12.2231931
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 第45回天文・天体物理若手夏の学校開催報告 (2016)
  • Author(s): 北川祐太朗
  • Journal Title: Butsuri Volume: 71 Issue: 4 Pages: 240-241
  • DOI: 10.11316/butsuri.71.4_240
  • NAID: 130005155877
  • ISSN: 0029-0181, 2423-8872
• [Journal Article] Concept and optical design of the near-infrared integral field unit for SWIMS (2014)
  • Author(s): Y. Kitagawa, S. Ozaki, K. Motohara, M. Konishi, H. Takahashi, K. Tateuchi, S. Todo, N. Kato, T. Yoshikawa
  • Journal Title: Proc. SPIE, Advances in Optical and Mechanical Technologies for Telescopes and Instrumentation Volume: 9151 Pages: 91514P-91514P
  • DOI: 10.1117/12.2054719
  • Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 高空間分解 Paα 輝線撮像で探る近傍 clumpy 銀河の星形成活動 (2017)
  • Author(s): 北川祐太朗, 本原顕太郎 (東京大学), 小山佑世, 児玉忠恭, 美濃和陽典 (国立天文台)
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学 （福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] Paα 輝線で探る近傍 LIRG の空間分解された星形成活動 (2016)
  • Author(s): 北川祐太朗 (東京大学), 小山佑世 (国立天文台), 本原顕太郎 (東京大学 ), 田中壱, 児玉忠恭, 美濃和陽典, 林将央(国立天文台), 但木謙一(MPE), 鈴木智子, 嶋川里澄, 山元萌黄(総研大
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学 （愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] Fabrication of a wide-field NIR integral field unit for SWIMS using ultra-precision cutting (2016)
  • Author(s): Yutaro Kitagawa ; Yutaka Yamagata ; Shin-ya Morita ; Kentaro Motohara ; Shinobu Ozaki ; Hidenori Takahashi ; Masahiro Konishi ; Natsuko M. Kato ; Yutaka Kobayakawa ; Yasunori Terao ; Hirofumi Ohashi
  • Organizer: SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2016
  • Place of Presentation: Edinburgh (United Kingdom)
  • Year and Date: 2016-06-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fabrication of a wide-field NIR integral field unit for SWIMS using ultra-precision cutting (2016)
  • Author(s): Yutaro Kitagawa
  • Organizer: SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2016
  • Place of Presentation: Edinburgh, United Kingdom
  • Year and Date: 2016-06-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] イメージスライサー型近赤外面分光ユニット SWIMS-IFU における要素技術開発 (2015)
  • Author(s): 北川祐太朗
  • Organizer: 第5回 可視赤外線観測装置技術ワークショップ
  • Place of Presentation: 東北大学 (宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2015-12-07
• [Presentation] 超精密切削加工を用いたイメージスライサーの開発 (2015)
  • Author(s): 北川祐太朗
  • Organizer: 2015年度精密工学会秋季大会
  • Place of Presentation: 東北大学 (宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2015-09-04
• [Presentation] 超精密切削加工を用いた天文用イメージスライスミラーの製作 (2015)
  • Author(s): 北川祐太朗
  • Organizer: 第40回光学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学 (東京都目黒区)
  • Year and Date: 2015-06-25
• [Presentation] 超精密切削加工を用いたイメージスライサー型 IFU の光学素子開発 (2015)
  • Author(s): 北川祐太朗
  • Organizer: 日本天文学会2015年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [Presentation] 低温装置における鏡材選定の重要性とその評価 (2014)
  • Author(s): 北川祐太朗
  • Organizer: 第4回可視赤外装置技術ワークショップ
  • Place of Presentation: 国立天文台
  • Year and Date: 2014-12-03 – 2014-12-04
• [Presentation] イメージスライサー型面分光ユニット開発に向けた要素技術開発 (2014)
  • Author(s): 北川祐太朗
  • Organizer: 第34回 天文学に関する技術シンポジウム
  • Place of Presentation: 長野県上松町公民館
  • Year and Date: 2014-09-29 – 2014-10-01
• [Presentation] 近赤外イメージスライサー型面分光ユニット SWIMS-IFUの開発 (2014)
  • Author(s): 北川祐太朗
  • Organizer: 2014年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立天文台
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [Remarks] 面分光研究会2016 －面分光で解き明かす銀河の形成と進化－
  • URL: https://sites.google.com/site/ifu2016meeting/home
• [Remarks] SWIMS Homepage
  • URL: http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/TAO/swims/
• [Remarks] 東京大学アタカマ天文台 (TAO) 計画
  • URL: http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/TAO/