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Second earth search by high-precision line-of-sight velocity measurement using visible ultra-broadband laser comb

Research Project

Project/Area Number 21H04500
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 16:Astronomy and related fields
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

稲場 肇  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (70356492)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 青木 和光  国立天文台, TMTプロジェクト, 教授 (20321581)
泉浦 秀行  国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (00211730)
臼田 知史  国立天文台, TMTプロジェクト, 教授 (10311177)
柏木 謙  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (10509730)
大宮 正士  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), アストロバイオロジーセンター, 特任研究員 (20624696)
新井 彰  国立天文台, ハワイ観測所, RCUH職員 (30582457)
大久保 章  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30635800)
佐藤 文衛  東京工業大学, 理学院, 教授 (40397823)
三澤 透  信州大学, 学術研究院総合人間科学系, 教授 (60513447)
森谷 友由希  国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (60722949)
西川 淳  国立天文台, TMTプロジェクト, 助教 (70280568)
田実 晃人  国立天文台, ハワイ観測所, 特任准教授 (70532539)
神戸 栄治  国立天文台, ハワイ観測所, 特任准教授 (80435510)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥41,600,000 (Direct Cost: ¥32,000,000、Indirect Cost: ¥9,600,000)
Fiscal Year 2025: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Fiscal Year 2024: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Keywordsレーザーコム / 光コム / 視線速度測定 / 高分散分光器 / ドップラー法 / 系外惑星探索 / エルビウム添加光ファイバー
Outline of Research at the Start

恒星の視線速度をこれまでより精密に測定することにより、恒星を周回する複数惑星系の軌道や質量を決定したり、地球に似た惑星を含む多様な惑星を検出したりできる可能性がある。そのためには前人未到の10 cm/s 以下の測定精度が必要であり、精度実現の鍵の一つとなるのは天体分光システムの波長標準である。本研究では、波長標準として既に世界最高の広帯域性を実現している我々のレーザーコムをさらに進化させ、国立天文台・すばる望遠鏡の高分散分光器HDSに搭載する。さらにレーザーコムの能力が最大限発揮できるような天体観測を行い、世界最高級の視線速度測定精度を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本課題は、ドップラー法による視線速度測定を行い、地球に似た惑星を含む多様な惑星を検出することを目標にしている。測定精度向上のため、産総研独自のレーザーコム装置をハワイのすばる望遠鏡の高分散分光器HDSに搭載しての観測を目指している。2023年度は以下の研究実績を挙げた。
ハワイすばる望遠鏡の高分散分光器HDSに搭載するレーザーコム本体(以下HDSコム)について、高出力光増幅系の出力低下の原因を突き止めるため2022年度の計画を2023年度に延期していたが、出力低下の原因が判明したことから、光共振器および高出力光増幅系を光コム切り出し・増幅・および可視広帯域光発生装置として製作業者に発注し、装置が納品された。
すばる望遠鏡高分散分光器HDS側の受入準備については、HDSへのコム光および天体光の入射光学系の新規製作案について、国立天文台を中心に引き続き検討を進めた。
国立天文台ハワイ観測所岡山分室に設置したレーザーコム(以下岡山コム)について、一度装置を産総研に引き上げ、出力低下の原因であるサーキュレーターの交換、およびアライメントを行い、出力を回復させた。また、岡山コムの本体開発に関して論文をOSAのOptics Express誌に投稿、受理・掲載された。さらに、岡山コムおよび岡山の高分散分光器HIDES-Fを用いて得られたこれまでのデータを用いてスペクトル像移動の原因調査について日本天文学会2024年春季年会にて発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

HDSコムが一通り完成したこと、岡山コムの論文が出版されたことなどから、概ね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

2024年度にはHDSコムの調整やすばる望遠鏡への持込申請を行い、年度末までにハワイに輸送し、HDSに搭載する。また、すばる望遠鏡の高分散分光器HDSの入射光学系を製作し、HDSコムが設置されたらHDSにコム光を導入できるようにする。2025年度はHDSコムを用いた試験観測を行う。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Erbium-doped-fiber-based broad visible range frequency comb with a 30 GHz mode spacing for astronomical applications2023

    • Author(s)
      Nakamura Keisuke、Kashiwagi Ken、Okubo Sho、Inaba Hajime
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 31 Issue: 12 Pages: 20274-20274

    • DOI

      10.1364/oe.487279

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MCMC-based Voigt Profile Fitting to a Mini-BAL System in the Quasar UM 675* †2021

    • Author(s)
      Ishita Dai、Misawa Toru、Itoh Daisuke、Charlton Jane C.、Eracleous Michael
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 921 Issue: 2 Pages: 119-119

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac14b4

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] すばる望遠鏡 HDS 用可視光天文コムの開発:計画と導入スケジュール2024

    • Author(s)
      大宮正士, 稲場肇, 大久保章, 柏木謙, 青木和光, 臼田知史, 田實晃人, 神戸栄 治, 新井彰, 森谷友由希, 西川淳, 泉浦秀行, 佐藤文衛, 三澤透
    • Organizer
      日本天文学会2024年春季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 岡山188cm望遠鏡HIDES-Fの精度向上に向けたスペクトル像移動の原因調査2024

    • Author(s)
      泉浦秀行, 神戸栄治 (国立天文台), 佐藤文衛 (東京工業大学), 大宮正士 (アストロバイオロジーセンター,国立天文台), 稲場肇, 大久保章 (産業技術総合研究所)
    • Organizer
      日本天文学会2024年春季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 天体の視線速度測定用分光器校正のための高繰り返し光コムの広帯域化(Ⅲ)2024

    • Author(s)
      松本匡史、大久保章、柏木謙、中嶋善晶、稲場肇
    • Organizer
      第71回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 天体の視線速度測定用分光器校正のための高繰り返し光コムの広帯域化(Ⅱ)2023

    • Author(s)
      松本匡史、大久保章、柏木謙、中嶋善晶、稲場肇
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 産業技術総合研究所 物理計測標準研究部門 光周波数計測研究グループ 研究内容

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/ripm/ofmes-g/research.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 産業技術総合研究所 計量標準総合センター 物理計測標準研究部門 光周波数計測研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/ripm/ofmes-g/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-04-17  

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