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宇宙からの赤外線分光観測におけるスペクトルの高精度化の研究

Research Project

Project/Area Number 19K03927
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionJapan Aerospace EXploration Agency

Principal Investigator

石原 大助  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, 大学共同利用システム研究員 (30507835)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金田 英宏  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30301724)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords光赤外線天文学 / 半導体光検出器 / 惑星系形成 / 半導体検出器
Outline of Research at the Start

赤外線波長域には、珪酸塩・有機物・氷などの固体物質のスペクトルバンドが存在し、天体のスペクトル形状から物質の組成や温度やサイズが分かる。存在する物質の物理状態や形成条件からは、天体の現在と過去の物理状態が推定できる。ただし、分光データから複数の構成物質を正しく特定するには、また広がった淡いバンドを同定するには、観測データからスペクトル形状を精度良く決定する必要がある。これまで、空間分解能・波長分解能・感度を向上する開発に比べ、スペクトル精度を上げる開発は殆ど行われてこなかった。本研究では、衛星観測等の低背景環境における光分散型の分光器において、スペクトル形状の決定精度を改善する方法を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、低背景環境における光分散型の分光観測(宇宙望遠鏡搭載分光器等を想定)において、スペクトル形状の決定精度を改善する方法を研究してきた。光分散型分光器 (分光素子で分散した光をアレイ検出器で受けるタイプ) のデータを解析する際には、(a) 分散光イメージから暗電流や背景放射等のオフセットを差し引き、 (b) 装置の感度 (波長依存性) を補正するため、これらの精度が重要となる。
昨年度からは、主に残った課題である(a)に取り組んでいた。検出器の暗電流の見積り精度が、スペクトル形状決定精度に支配的に効いている、赤外線天文衛星「あかり」が冷媒枯渇後に取得した近赤外線分光データを対象に、スペクトル形状精度改善の研究を進めていた。アレイ検出器における、各ピクセルの暗電流量の温度依存性を、温度の関数で精度良く記述し、それを解析に適用することで、光を分散させたイメージ上の強度ムラの誤認識、すなわちスペクトルの偽形状成分を軽減するアプローチを取り、一部の (対象天体が暗い) データは、改善できる事が分かった。しかし、スペクトル形状の偽成分と見られる物に、装置の温度依存性だけでなく対象天体の明るさ依存性も見られることが分かり、当初予定していたアプローチでは、不十分であることが分かった。
今年度は、新たに判明した課題に取り組むため、他に改善すべき較正上の課題を一つずつ調査し、前述の暗電流に対する工夫と同じ要領で、各較正プロセスの温度依存性を考慮してゆく方針で取り組んでいたが、本研究期間の途中終了に伴い、課題をまとめるところで終わった。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 6 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] GREX-PLUS: galaxy reionization explorer and planetary universe spectrometer2022

    • Author(s)
      Inoue Akio K.、Kaneda Hidehiro、Yamada Toru、Harikane Yuichi、Ishihara Daisuke、Kodama Tadayuki、Komiyama Yutaka、Moriya Takashi、Motohara Kentaro、Nomura Hideko、Ouchi Masami、Oyabu Shinki、Suzuki Toyoaki、Wada Takehiko、Yamamura Issei
    • Journal Title

      SPIE

      Volume: 12180 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1117/12.2626050

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Simulations of the spectral resolving power of a compact space-borne immersion-echelle spectrometer using mid-infrared wave tracing2022

    • Author(s)
      Itoh Satoshi、Ishihara Daisuke、Wada Takehiko、Nakagawa Takao、Oyabu Shinki、Kaneda Hidehiro、Hirahara Yasuhiro、consortium the SMI
    • Journal Title

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      Volume: 8 Issue: 02 Pages: 025004-025004

    • DOI

      10.1117/1.jatis.8.2.025004

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The formation of planetary systems with SPICA2021

    • Author(s)
      I. Kamp, M. Honda, H. Nomura, 他
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of AUstralia

      Volume: 38 Pages: 55-55

    • DOI

      10.1017/pasa.2021.31

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] SPICA Mid-infrared Instrument (SMI): The latest design and specifications2020

    • Author(s)
      Wada T., Kaneda H., Kokusho T., Suzuki T., Morihana K., Tsuchikawa T., Kuroda Y., Ishikawa D., Oyabu S., Isobe N., Ishihara D., et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the SPIE

      Volume: 11443 Pages: 215-215

    • DOI

      10.1117/12.2561157

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Investigation of Coronal Properties of X-Ray Bright G-dwarf Stars Based on the Solar Surface Magnetic Field?Corona Relationship2020

    • Author(s)
      Takasao Shinsuke、Mitsuishi Ikuyuki、Shimura Takuma、Yoshida Atsushi、Kunitomo Masanobu、Tanaka Yuki A.、Ishihara Daisuke
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 901 Issue: 1 Pages: 70-70

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abad34

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Near-Infrared [FeII] and H2 line mapping of the supernova remnant IC443 with the IRSF/SIRIUS2020

    • Author(s)
      T. Kokusho, H. Torii, T. Nagayama, H. Kaneda, H. Sano, D. Ishihara, and T. Onaka
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 899 Issue: 1 Pages: 49-49

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab9cb3

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A systematic study of Galactic infrared bubbles along the Galactic plane with AKARI and Herschel. II. Spatial distributions of dust components around the bubbles2020

    • Author(s)
      Hanaoka, M., Kaneda, H., Suzuki, T., Kokusho, T., Oyabu, S., Ishihara, D., Kohno, M., Furuta, T., Tsuchikawa, T., and Saito, F.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 72 Issue: 1

    • DOI

      10.1093/pasj/psz123

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of the origin of the anomalous microwave emission in lambda Orionis2019

    • Author(s)
      Bell, A. C., Onaka, T., Galliano, F., Ronin, W., Doi, Y., Kaneda, H., Ishihara, D., and Giard, M.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 71 Issue: 6

    • DOI

      10.1093/pasj/psz110

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extinction and dust/gas ratio in the H?i ridge region of the LMC based on the IRSF/SIRIUS near-infrared survey2019

    • Author(s)
      Furuta T., Kaneda H., Kokusho T., Ishihara D., Nakajima Y., Fukui Y., and Tsuge K.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 71 Issue: 5

    • DOI

      10.1093/pasj/psz078

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] First Subarcsecond Submillimeter-wave [C i] Image of 49 Ceti with ALMA2019

    • Author(s)
      Higuchi Aya E.、Saigo Kazuya、Kobayashi Hiroshi、Iwasaki Kazunari、Momose Munetake、Lou Soon Kang、Sakai Nami、Kunitomo Masanobu、Ishihara Daisuke、Yamamoto Satoshi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 883 Issue: 2 Pages: 180-180

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab3d26

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 土川拓朗, 金田英宏 (名古屋大学), 石原大助 (ISAS/JAXA), 大薮進喜 (徳島大学), 國生拓摩 (名古屋大学), 鈴木仁研, 和田武彦 (ISAS/JAXA)2021

    • Author(s)
      中間赤外線アレイ検出器の高精度較正に向けた全素子のスペクトル感度評価
    • Organizer
      日本天文学会 2021 春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 中間赤外線で高感度・広帯域分光を実現するためのプリズム表面加工精度測定2021

    • Author(s)
      榎木谷海、Ting-Chi Huang(総合研究大学院大学/宇宙科学研究所)、内山瑞穂、伊藤哲司、石原大助、和田武彦、松原英雄 (宇宙科学研究所)、SMI コンソーシアム
    • Organizer
      日本天文学会 2021 春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] SPICA 搭載中間赤外線観測装置 SMI: Phase-A 技術開発・検討結果報告2021

    • Author(s)
      和田武彦 (ISAS/JAXA), 金田英宏 (名古屋大学, ISAS/JAXA), 石原大助, 他 SMI コンソーシアム
    • Organizer
      日本天文学会 2021 春季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] SPICA 搭載中間赤外線観測装置:ESA 審査に基づく概念検討・設計の進捗2020

    • Author(s)
      大薮進喜 (徳島大学), 金田英宏 (名古屋大学, ISAS/JAXA), 和田武彦, 石原大助, 他
    • Organizer
      日本天文学会 2020 秋季年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] SPICAで探るデブリ円盤の進化と太陽系の起源2020

    • Author(s)
      石原大助, 金田英宏, 小林浩, 犬塚修一郎, 尾中敬, 大坪貴文, 藤原英明, 永山貴宏
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-12-25  

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