ホモキラリティ円偏光を用いた系外惑星生命探査: その実現に向けた地球観測
Project/Area Number |
21K03648
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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Research Institution | University of Hyogo |
Principal Investigator |
高橋 隼 兵庫県立大学, 自然・環境科学研究所, 特任助教 (80648957)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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Keywords | 装置開発 / 生命探査 / 地球 / 太陽系外惑星 / 偏光 |
Outline of Research at the Start |
太陽系外惑星に住む生命を見つけるには何を観測すればよいのだろうか? 本研究では「生体分子のホモキラリティ」に起因する円偏光に着目する。「生体分子のホモキラリティ」とは、生体分子には鏡像関係にある2種類の立体構造があるにもかかわらず、片方の種類に偏って存在することを指す。ホモキラリティを持つ物質の反射光は円偏光することが知られる。つまり、円偏光が生命の存在を示す痕跡のひとつになるかもしれない。
円偏光を用いた生命探査の実現可能性を評価するには、まず、地球の円偏光度を知る必要がある。しかし、実測成功例がまだない。そこで、本研究では新たな観測装置を開発し、地球の円偏光度を測定することを目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
本研究はで、月面地球照を観測し、地球のホモキラリティ円偏光を測定することを目指す。本年度は、精密偏光観測装置 POPO の開発を前年度から継続した。POPOは「月面地球照を観測によるホモキラリティ円偏光の測定」を実現するために必要な装置である。「高速位相変調」という技法を用いることで高精度の(直線および円)偏光観測を可能にする。
前年度までに、既存の高速位相変調型の観測装置と同等の装置、すなわち、直線偏光のみ測定可能で撮像機能のない装置を開発までを完了した。本年度は「部分的な撮像装置化」および「円偏光観測機能の追加」を行った。撮像機能の追加は、本研究地球照観測に必要である。POPOには2系統の光学系があるが、このうちの一方にCMOSカメラを取り付け、撮像機能を持たせた。2022年7月に、兵庫県立大学の2mなゆた望遠鏡にPOPOを取り付け、初の直線偏光撮像観測を行った。Rバンド2.9等の無偏光標準星を10分間の連続観測したところ、直線偏光の度合いを表すストークスパラメータの標準誤差は 9.3 ppmであった。ほぼ目標通りの精度が得られた。
さらに、POPOの光学系に 1/4波長板挿入機構を導入し、円偏光観測機能を追加した。この改良の際、半波長板も光学系に挿入できるようにした。これまで直線偏光度の導出に必要なQ/I 観測と U/I観測を切り替えるには、装置全体を光軸周りに45度回転させる必要があった。今回の改良により、装置を回転することなく半波長板の挿入退避でQ/I 観測と U/I観測を切り替えられるようになり、観測の時間的効率が高まることが期待される。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
観測を実現するための装置開発がほぼ計画どおりに進捗し、期待する精度も得られているため。
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Strategy for Future Research Activity |
来年度はPOPOの「完全な撮像装置化」を行い、ハードウェア開発に区切りをつける。さらに、効率的に観測を行うためのソフトウェア開発も本格化する。これらにより、POPOによる実観測を早期に開始する。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)