2016 Fiscal Year Research-status Report
接眼分光器と観望用大型望遠鏡を用いた天体物理学の教育
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16K00996
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| Research Institution | Gunma Astronomical Observatory |
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Principal Investigator |
橋本 修 群馬県立ぐんま天文台, その他部局等, 研究員 (20221492)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 天体物理学 / 恒星物理 / 分光スペクトル / 公開天文台 / 観望用望遠鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ぐんま天文台の150cm望遠鏡に接眼分光器の試作機を用いて天体の観察、観測を行った。様々な恒星の観察から、星々による色とスペクトルの違いやその多様性を明確に認知できることが確認され、このような直接的な観察体験が色とスペクトルの関係のほか、それらの特性から導かれる物理学的な意味を理解するうえで極めて有効な手段になることが示された。特に、バルマー系列の吸収が顕著で鮮明な白色を示すA型星や、鮮明な赤色に見えるうえ、大気の化学組成に応じてスペクトルの構造が著しく異なる晩期型星の観察がとりわけ効果的であることが明らかになった。晩期型星では、同じような色に見えても化学組成によってスペクトルが大きく異なることから、色だけではなく、分光観測が本質的に重要であることが直感的に理解できる。また、恒星のみならず、当初想定していなかった惑星や輝線を示す星雲に対しても、その分光学的な特徴を明確に見て取れることが明らかになり、より多彩な天体に対する観察の可能性が広がった。天体物理学の理解への手段としての効果がさらに拡大するものと期待できる。
スペクトルや色を眼で直接実感することに加えて、デジタルカメラによって視覚に近い印象となるカラー画像の記録を残し、教材などに利用する試みも実践した。接眼分光器にデジタルカメラを接続したり、より鮮明な分光画像を残すために150cm望遠鏡に設置された低分散分光器GLOWSに追尾機能を改良したうえでデジタルカメラを適用できるような改造を行った。これらの撮像機能を用いた観測を実施し、様々なカラー分光画像を取得している。また、より拡大した可能性を求むべく、製造者の異なる仙台市天文台の130cm望遠鏡においても接眼分光器を利用する実験を行い、これらの施設における同種の教育プログラムの実践の可能性を確認した。
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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
概ね順調である。接眼分光器においては、光学系の調整を行い、より安定した分光画像を明確に観察できるようようにした。低分散分光器GLOWSに改造を加え、観測効率を向上させるとともに、カラーの分光画像を取得することを可能にするデジタルカメラの設置を行った。また、接眼分光器にも小型のデジタルカメラを装備し、眼視で観察される分光および直接画像の双方を記録できるような機能も実現した。これらにより、人間の眼で観察した分光と直接画像の双方を再現するカラー画像を獲得することができるようになり、接眼分光器を活用した天体物理学の教材などへの効果的な画像資料を提供することが可能になった。これらは、当初からの研究計画に沿ったものであり、ほぼ計画通りに機器類は整備され、所期の目的に適合した機能が提供されている。ぐんま天文台150cm望遠鏡を用いた観察、観測の実践も様々な機会を利用して実施されており、効果的な天体の選択や、それぞれの天体における着目すべき分光特性などが明らかになってきている。また、恒星以外の天体におけるさらなる可能性も開けてきており、当初の想定以上の展開も実現しつつある。
ぐんま天文台以外での活用については、まだ十分な広がりを得たとは言えないが、初年度であり、概ね想定内の状況である。この方面での研究の実施は次年度以降の課題である。研究の完遂までにはまだ時間を必要とするものの、これまでに得られた成果に加え、様々な可能性の提案などを日本天文学会やスペクトル研究会などで報告している。この装置や研究に興味を示す大学や公共天文台の関係者は多く、各方面から意見を反映し、さらなる活用の可能性を検討する環境となりつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
装置、機器類についての初年度に予定していた改良や修正はほぼ計画通りに終了し、期待通りの機能、性能が実現している。このため、二年目には機器、装置に大きな変更を積極的に加える必要はない。当面は、適切に整備されたこれらの機器を最大限に活用し、天体物理学の基礎に対する具体的な教育プログラムの実践的な検討と評価を継続する。これまでの研究を通じて得られた新たな発展の可能性も各種試みてみる予定である。また、並行して教材などの資料も作成、整備し、これらに対しても実践的な評価を行う。150cm望遠鏡を主体とするぐんま天文台の環境を最大限に活用する予定であるが、ぐんま天文台以外の公共天文台などにおける観望用大型望遠鏡にも接眼分光器を持ち込み、多種多様な望遠鏡との整合性と個々の望遠鏡における応用の可能性も調査する予定である。設計の変更や改良が必要となる部分を洗い出し、より汎用な利用が可能な将来の発展型接眼分光器の設計を具体化させる。
これまでの調査研究によって、古典的な恒星物理学の理解におけるA型星や晩期型星の観察の有効性のほか、惑星や輝線星雲に対するより発展的な可能性など、様々な経験や知見が既に一定量得られている。これらの成果を国内外の学会などで積極的に公表する予定である。そこでの議論を通じて外部の意見を採り入れ、新たな可能性を展望するとともに、多くの関係者との交流を深め、より多くの望遠鏡や天文台での広範な活用の機会を拡充させる。公共天文台や大学の天文台などとの有機的な連携を確立し、本研究で提案する天体物理学の教育プログラムを各地で実践することによって、観望に用いることのできる大型望遠鏡が数多く存在する我が国特有の利点を最大限に活用することを目指す。また海外におけるこの種の活動の可能性も展望する。
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[Journal Article] Sodium absorption systems toward SN Ia 2014J originated in interstellar scale2016
Author(s)
K. Maeda, A. Tajitsu, K. S. Kawabata, R.Foley, S. Honda, Y. Moritani, M. Tanaka, O. Hashimoto, M. Ishigaki, J. Simon, M. M. Phillips, M. Yamanaka, D. Nogami, A. Arai, W. Aoki, K. Nomoto, D. Milisavljevic, P. A. Mazzali, A. M. Soderberg, M. Schramm, B. Sato, H. Harakawa, N. Morrell, N. Arimoto
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Journal Title
Astrophysical Journal
Volume: 816
Pages: 57 (17p.)
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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