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2011 Fiscal Year Annual Research Report

宇宙赤外線背景放射の観測によるダークエイジの探査

Planned Research

Project AreaThe Physical Origin of the Universe viewed through the Cosmic Background Radiation - from Cosmological Inflation to Dark Ages -
Project/Area Number 21111004
Research InstitutionJapan Aerospace Exploration Agency

Principal Investigator

松浦 周二  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (10321572)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松本 敏雄  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 名誉教授 (60022696)
Keywords赤外線天文学 / 宇宙物理 / ダークエイジ / 宇宙背景放射 / 初代天体
Research Abstract

本研究の目的は,宇宙赤外線背景放射の観測により,初期宇宙における構造形成を研究することである.近年の宇宙描像では,CMBで観測される宇宙の晴れ上がり期ののち、宇宙年齢1-3億年ごろのダークエイジと呼ばれる時代に,宇宙最初の天体として大質量星(初代星)が爆発的に形成されたと考えられている.初代星の紫外線は宇宙膨張により赤方偏移し,現在は可視・近赤外波長の宇宙背景放射を形成している可能性がある.このような宇宙赤外線背景放射の検出を目指し,人工衛星による観測やロケット実験を実施することが本研究の内容である.
平成20年度と22年度には,宇宙赤外線背景放射の観測を目的とするロケット実験CIBERの2度の打上げに成功し,世界で初めて可視・近赤外波長の宇宙背景放射のスペクトル測定に成功した.その結果,得られたスペクトルが初代星によるものと解釈できることを示した.平成22年度には,「あかり」衛星による近赤外~遠赤外の宇宙背景放射ゆらぎの測定に成功し,その成因は初代星である可能性が大きいことを示した.CIBER実験では,より短波長でのゆらぎ測定に成功しており,これらのデータを統合して波長間の空間相関解析等を行なう.さらに,平成23年度には,CIBERの第3回実験により,可視・近赤外で初めての偏光スペクトルの測定に成功した.今後,観測データの解析により初代星研究の一層の進展をはかる.
本研究では,宇宙赤外線背景放射のゆらぎ測定を多波長バンドで行なう新たなコンセプトのロケット実験CIBER-2の装置開発,さらには究極の宇宙背景放射観測を目指す将来のスペースミッションの(EXZIT,SPICA)検討など,高精度かつ多角的な観測による総合的研究を推進している.平成23年度には,「あかり」やCIBERの結果などから決定した仕様を基に,これらの将来ミッションの搭載機器の熱構造概念設計を開始した.今後は,光学系設計をも含んだ,より詳細な概念設計を進める.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究課題の目的は,ロケット実験CIBERやあかり衛星による宇宙赤外線背景放射の観測プロジェクトを推進し,初代星を解明することである.平成23年度までに3回のロケット実験とあかり衛星のデータ解析による重要な科学成果を得ることができた.また,次期ロケット実験CIBER-2の装置開発や将来ミッションの検討を着実に進めることができた.これに伴い,本研究期間に達成することを目標としていた成果をあげられる可能性が大きいことから,同評価をつけた.

Strategy for Future Research Activity

これまでにCIBERロケット実験やあかり衛星による宇宙赤外線背景放射に関する科学成果を得て,着実に領域設定時の目的を達成しつつある.今後は,改良したCIBER実験による新たな研究展開をはかるとともに,次期ロケット実験計画CIBER-2の開発を、現在進行中の設計に基づいて着実に進め,研究期間内での打上げ・観測を目指す.さらに,ロケット実験の延長線上にある将来ミッションの推進として,宇宙背景放射探査機EXZITや大型赤外天文衛星SPICAの装置概念設計と基礎開発をCIBERの観測成果をふまえて研究期間内に行なう.

  • Research Products

    (19 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Far Infrared luminosity function of local star-forming galaxies in the AKARI Deep Field South2012

    • Author(s)
      C.Sedgwick
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 1202.1435

  • [Journal Article] Brightness and Fluctuation of the Mid-Infrared Sky from AKARI Observations towards the North Ecliptic Pole2012

    • Author(s)
      J.Pyo
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 1202.4049

  • [Journal Article] Search for Radiative Decays of Cosmic Background Neutrino using Cosmic Infrared Background Energy Spectrum2012

    • Author(s)
      S.-H.Kim
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 81 Pages: 024101-024101-8

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.024101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of the Cosmic Far-Infrared Background in AKARI Deep Field South2011

    • Author(s)
      S.Matsuura
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 737 Pages: 2-20

    • DOI

      10.1088/0004-637X/737/1/2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Far-infrared luminosity function of local star-forming galaxies in the AKARI Deep Field-South2011

    • Author(s)
      C.Sedgwick
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 416 Pages: 1862-1870

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2011.19156.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] AKARI observation of the near-infrared background. I2011

    • Author(s)
      T.Matsumoto
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 742 Pages: 124-134

    • DOI

      10.1088/0004-637X/742/2/124

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Cosmic Infrared Background Experiment (CIBER) : A Sounding Rocket Payload to Study the Near Infrared Extragalactic Background Light2011

    • Author(s)
      M.Zemcov
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 1112.1424

  • [Journal Article] The Cosmic Infrared Background Experiment (CIBER) : The Low Resolution Spectrometer2011

    • Author(s)
      K.Tsumura
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 1112.4217

  • [Presentation] ロケット実験CIBERによる宇宙赤外線背景放射スペクトルの観測(3)2012

    • Author(s)
      松浦周二
    • Organizer
      日本天文学会2012年春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] 第3回CIBERロケット実験-偏光分光装置の性能評価実験2012

    • Author(s)
      新井俊明
    • Organizer
      日本天文学会2012年春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] SPICA搭載近赤外焦点面カメラForcal Plane Camera(FPC):目指すサイエンスと開発の現状2012

    • Author(s)
      津村耕司
    • Organizer
      日本天文学会2012年春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] CIBER:宇宙赤外線背景放射観測のロケット実験2012

    • Author(s)
      松浦周二
    • Organizer
      第12回宇宙科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      JAXA宇宙科学研究所
    • Year and Date
      2012-01-06
  • [Presentation] ソーラー電力セイル理学観測機器開発の現状2012

    • Author(s)
      松浦周二
    • Organizer
      第12回宇宙科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      JAXA宇宙科学研究所
    • Year and Date
      2012-01-06
  • [Presentation] 宇宙赤外線背景放射観測ロケット実験:CIBER-II2012

    • Author(s)
      津村耕司
    • Organizer
      第12回宇宙科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      JAXA宇宙科学研究所
    • Year and Date
      2012-01-06
  • [Presentation] あかりによる空の揺らぎの観測2012

    • Author(s)
      松本敏雄
    • Organizer
      第12回宇宙科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      JAXA宇宙科学研究所
    • Year and Date
      2012-01-06
  • [Presentation] 宇宙赤外線背景放射の観測による初代天体探査2011

    • Author(s)
      松浦周二
    • Organizer
      GRB将来計画研究会
    • Place of Presentation
      東京大学(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-07
  • [Presentation] 「あかり」IRC分光観測で検出された3.3μm PAHの銀河系内分布2011

    • Author(s)
      津村耕司
    • Organizer
      日本天文学会2011年秋季年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2011-09-22
  • [Presentation] 宇宙赤外線背景放射の観測用ロケット実験CIBER-近赤外線偏光分光装置の開発2011

    • Author(s)
      新井俊
    • Organizer
      日本天文学会2011年秋季年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ir.isas.jaxa.jp/~matsuura/darkage/index_da.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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