「あかり」赤外線全天画像に基づく黄道光微細構造の起源と進化の研究

• Project/Area Number: 17K05381
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 大坪 貴文 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 宇宙航空プロジェクト研究員 (50377925)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石原 大助 名古屋大学, 理学研究科, 特任講師 (30507835)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 黄道放射 / 惑星間塵 / ケイ酸塩 / 小惑星 / 彗星 / 光学赤外線天文学 / 黄道光

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、赤外線天文衛星「あかり」の全天サーベイ・データを基に、微細な構造まで詳細に再現した太陽系内惑星間塵雲モデル・黄道光モデルを構築することに取り組む。現在までに明らかにしてきた黄道光の大局的分布に加え、今後の解析で明らかにする空間微細構造を取り入れることで、過去のモデルでは不完全だった構造のモデル化を今後3年間で進展させることを目的とするものである。平成30年度は、中間赤外線分光観測スペクトルデータ解析とその解釈に大きな進展がみられた。29年度に検討していた検出器面への迷光・散乱光の特性の特定と除去手法を確立し、約70観測領域に関して波長5-12μmでの黄道光スペクトルを導出した。すべてのスペクトルでケイ酸塩鉱物による超過放射フィーチャをとらえ、そのフィーチャ形状から、惑星間塵の鉱物組成が輝石に富むこと、粒径分布が黄緯により異なる可能性があることなど、重要な示唆を得る事ができた。研究協力者として共同で解析を進めていた大学院生が、この結果を博士論文として提出した。これまでやや遅れが発生していた中間赤外線全天マップ作成と観測波長バンド間の較正作業に目処がついた。また、遠赤外線全天マップに関しては、微細構造抽出のための画像補正処理のテスト準備も進めたので、今後は全天画像データから、淡い小惑星ダストバンド構造を抜き出す作業を始める。これまで別々に作成が進められてきた「あかり」の中間・遠赤外線画像に関し、全観測波長バンド間の強度較正などの整合性をチェックし、正確に較正された半年ごとの全天マップをそれぞれ作成・解析することを目指す。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

「あかり」の中間・遠赤外線画像に関し、全観測波長バンド間の強度較正などの整合性をチェックし、正確に較正された半年ごとの全天マップをそれぞれ作成・ 解析することを平成30年度内におこなうことを目指していたが、全天データの解析に関わっていた担当者の入れ替わりなどもあり、中間赤外線全天マップ作成と観測波長バンド間の較正作業にやや遅れ が発生しているが、年度末に作業の見通しとおおまかな区切りがついた。

Strategy for Future Research Activity

分担者である石原が宇宙科学研究所へ異動となったこともあり、議論を更に密に行うことで作業を加速して進めていくことを考えている。今後は、全天画像から微細構造を抽出するための画像補正処理を一気に進める。最初はフーリエ・フィルタ処理を採用し、空間幅が数十分角スケールの彗星ダストトレイルや数度スケールの小惑星ダストバンドを抽出する。これまでの観測で未確定だった微細構造も抽出し、対応する小惑星族を同定する作業を進める。上記で抽出した「位置」を固定したうえで、惑星間塵の3次元空間分布を考慮した黄道光モデルを基にフィッティングをおこない、微細構造の幅や強度などを再現する最適パラメータ・サーチを進める。

Research Products

• [Journal Article] AKARI/IRC near-infrared asteroid spectroscopic survey: AcuA-spec (2019)
  • Author(s): Usui Fumihiko、Hasegawa Sunao、Ootsubo Takafumi、Onaka Takashi
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71
  • DOI: 10.1093/pasj/psy125
  • NAID: 120006604633
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] AKARI mid-infrared slit-less spectroscopic catalogue (2019)
  • Author(s): Yamagishi Mitsuyoshi、Yamamura Issei、Mizuki Toshiyuki、Ootsubo Takafumi、Baba Shunsuke、Usui Fumihiko、Onaka Takashi
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71
  • DOI: 10.1093/pasj/psy132
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Luminosity function of faint sporadic meteors measured with a wide-field CMOS mosaic camera Tomo-e PM (2019)
  • Author(s): Ohsawa Ryou, Toshikazu Shigeyama (26/37) et al.
  • Journal Title: Planetary and Space Science Volume: 165 Pages: 281-292
  • DOI: 10.1016/j.pss.2018.09.006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A kilometre-sized Kuiper belt object discovered by stellar occultation using amateur telescopes (2019)
  • Author(s): Arimatsu K.、Tsumura K.、Usui F.、Shinnaka Y.、Ichikawa K.、Ootsubo T.、Kotani T.、Wada T.、Nagase K.、Watanabe J.
  • Journal Title: Nature Astronomy Volume: 3 Pages: 1-1
  • DOI: 10.1038/s41550-018-0685-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mid-infrared Spectroscopic Observations of Comet 17P/Holmes Immediately After Its Great Outburst in 2007 October (2018)
  • Author(s): Shinnaka Yoshiharu、Ootsubo Takafumi、Kawakita Hideyo、Yamaguchi Mitsuru、Honda Mitsuhiko、Watanabe Jun-ichi
  • Journal Title: The Astronomical Journal Volume: 156 Pages: 242-242
  • DOI: 10.3847/1538-3881/aadfea
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SPICA mid-infrared instrument (SMI): conceptual design and feasibility studies (2018)
  • Author(s): Kaneda, H., Ishihara, D., Oyabu, S., Fukagawa, M., Kokusho, T., Suzuki, T., Furuta, T., Tsuchikawa, T., Wada, T., Isobe, N., Kawada, M., Kwon, J., Matsuhara, H., Nagase, K., Nakagawa, T., Ootsubo, T., Yamagishi, M., Sakon, I., Tsumura, K., & Shibai, H.,
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 10698
  • DOI: 10.1117/12.2313093
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] A likely detection of a local interplanetary dust cloud passing near the Earth in the AKARI mid-infrared all-sky map (2017)
  • Author(s): Ishihara D.、Kondo T.、Kaneda H.、Suzuki T.、Nakamichi K.、Takaba S.、Kobayashi H.、Masuda S.、Ootsubo T.、Pyo J.、Onaka T.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 603
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201628954
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Faint warm debris disks around nearby bright stars explored by AKARI and IRSF (2017)
  • Author(s): Ishihara, Daisuke; Takeuchi, Nami; Kobayashi, Hiroshi; Nagayama, Takahiro; Kaneda, Hidehiro; Inutsuka, Shu-ichiro; Fujiwara, Hideaki; Onaka, Takashi
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 601
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201526215
  • NAID: 120006380356
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Size Dependence of Dust Distribution around the Earth Orbit (2017)
  • Author(s): Ueda Takahiro、Kobayashi Hiroshi、Takeuchi Taku、Ishihara Daisuke、Kondo Toru、Kaneda Hidehiro
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 153 Pages: 232-232
  • DOI: 10.3847/1538-3881/aa5ff3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SMALL-SCALE STRUCTURE OF THE ZODIACAL DUST CLOUD OBSERVED IN FAR-INFRARED WITH AKARI (2017)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo, Yasuo Doi, Satoshi Takita, Shuji Matsuura, Mitsunobu Kawada, Takao Nakagawa, Ko Arimatsu, Masahiro Tanaka, Toru Kondo, Daisuke Ishihara, Fumihiko Usui, Makoto Hattori
  • Journal Title: Publications of The Korean Astronomical Society Volume: 32(1) Pages: 63-65
  • DOI: 10.5303/pkas.2017.32.1.063
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 「あかり」中間赤外線分光観測による異なる母天体起源の惑星間塵の性質比較 (2019)
  • Author(s): 高橋葵, 松原英雄, 大坪貴文, 左近樹, 臼井文彦
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会
• [Presentation] Mid-infrared observations of cometary silicate dust (2018)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo
  • Organizer: DUSTY VISIONS 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Comets, asteroids and interplanetary dust as seen in near- to far-infrared with AKARI (2018)
  • Author(s): Ootsubo, Takafumi; Ishihara, Daisuke; Hasegawa, Sunao; Pyo, Jeonghyun; Usui, Fumihiko; Kawakita, Hideyo; Mueller, Thomas; Ali-Lagoa, Victor; Takahashi, Aoi; Takaba, Sachi
  • Organizer: 42nd COSPAR Scientific Assembly
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Estimating the formation region of the cometary nuclei based on the infrared observations of cometary dust (2018)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo, Yoshiharu Shinnaka, Hideyo Kawakita, Mitsuhiko Honda, and Jun-ichi Watanabe
  • Organizer: The 11th meeting on Cosmic Dust
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 天文観測と隕石分析で探る C 型小惑星の熱的進化過程 (2018)
  • Author(s): 臼井 文彦, 長谷川 直, 大坪 貴文, 中村 智樹
  • Organizer: 日本天文学会2018年秋季年会
• [Presentation] 「あかり」遠赤外線全天画像がとらえた小惑星ダストバンドの形成過程 (2018)
  • Author(s): 大坪 貴文, 臼井 文彦, 土井 靖生, 他「あかり」チーム
  • Organizer: 日本惑星科学会2018年秋季講演会
• [Presentation] 赤外線天文衛星「あかり」近赤外線分光観 測による小惑星の含水鉱物探査 (2018)
  • Author(s): 臼井 文彦, 長谷川 直, 大坪 貴文
  • Organizer: 日本惑星科学会2018年秋季講演会
• [Presentation] Infrared Observations of Zodiacal Dust: Cometary or Asteroidal Origin? (2018)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo
  • Organizer: PERC International Symposium on Dust & Parent Bodies (IDP2018)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 「あかり」中間赤外線全天サーベイデータを用いた黄道光ダストバンドの形成プロセスの研究 (2018)
  • Author(s): 高羽幸, 金田英宏, 石原大助, 深川美里, 安田晃子, 小林浩, 大坪貴文
  • Organizer: 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] 「あかり」遠赤外線全天画像に見られる形成途中の小惑星ダストバンド (2017)
  • Author(s): 大坪貴文, 瀧田怜, 川田光伸, 北村良実, 中川貴雄, 土井靖生, 松浦周二, 臼井文彦, 有松亘, 石原大助
  • Organizer: 日本天文学会2017年秋季年会
• [Presentation] Faint young asteroidal dust bands observed with AKARI (2017)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo
  • Organizer: The 10th meeting on Cosmic Dust
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Global and small-scale structure of the zodiacal dust cloud observed with AKARI (2017)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo
  • Organizer: The Cosmic Wheel and the Legacy of the AKARI archive
  • Int'l Joint Research / Invited