2016 Fiscal Year Research-status Report
超広視野観測装置による天体画像を用いた科目横断型学習教材の開発
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16K12750
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
西浦 慎悟 東京学芸大学, 教育学部, 講師 (50372454)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 科目横断型学習 / 原子構造 / イオン / 可視光天文学 / 狭帯域撮像観測 / 広視野撮像観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、超広視野観測装置で得られた天体の多輝線撮像データを用いることによって、原子構造・イオンをキーワードとした科目横断型学習教材を作成することである。なお、本研究における撮像観測では、天球上で大きく広がって見える近傍の天体にも対応できるように、現時点で世界的にも圧倒的な観測視野の広さを誇る東京大学大学院理学系研究科附属天文学教育研究センター木曽観測所の105cmシュミット望遠鏡と可視光域広視野カメラKWFC(= Kiso Wide Field Camera)を用いる。
研究計画の初年度にあたる本年は、1) 本研究の遂行に必要不可欠である電離水素起源であるＨβ輝線に対応した狭帯域フィルター(通称、N4873フィルター)の仕様設計および作成と、2) 既存の電離硫黄起源である[SII]λλ6715,6731輝線に対応した狭帯域フィルター(通称、N6750フィルター)の性能テスト観測、3) 既存の電離水素起源であるＨα輝線および電離酸素起源である[OIII]λλ4959,5007輝線に対応した狭帯域フィルター(通称、N6590フィルターおよびN5013フィルター)による教材用天体の撮像データの取得、を行った。また、これらに加えて、4) 同観測所の2kCCDカメラ(KWFCの一世代前の主力撮像観測装置)を用いて過去に得られた輝線撮像データを用いた教材のプロトタイプを作成し、これを使って、高校生を対象にした簡易天体画像解析実習を行った。これから、広帯域撮像データと狭帯域撮像データを組み合わせて実習を行う際に、典型的な画像解析と擬似カラー画像の作成に150分から180分程度の時間を要することを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究の遂行には、同一天体に対する、複数の輝線に対応した広視野撮像観測データの取得が必要不可欠である。特に電離水素起源であるＨβ輝線に対応した狭帯域フィルター(通称、N4873フィルター)の作成・試験観測は早急に行う必要があり、研究計画申請時においても本研究の開始と同時にフィルター製作を始め、初年度中には試験観測・性能評価まで終える予定となっていた。しかしながら、初年度当初の配分額は、狭帯域フィルターを購入するには全く不十分なものであり、その後、前倒し支払いの制度を利用することで、N4873フィルターを入手できたものの、この手続きのため、初年度はN4873フィルターによる試験観測を含めて、観測データを得ることが事実上できなかった。実際には、既存のフィルターを用いた狭帯域撮像観測も行ってはいたが、教材用の天体が１年を通して観測できる訳では無いことを考慮すると、本研究は、申請時のスケジュールからは、ほぼ1年近く遅れていることになる。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度当初の配分額の問題のため(前述)、本研究計画は申請時スケジュールから1年近くの遅れを生じている。この遅れの回復を図り、次年度は早急な観測時間の確保とＨβ輝線に対応した狭帯域フィルター(通称、N4873フィルター)による狭帯域撮像データの評価を行いたい(本報告書作成時の2017年5月初旬時点で、必要最低限のN4873フィルターを用いた狭帯域撮像データを得ることに成功した)。
研究計画2年目にあたる平成29年は、まず、前年度に製作したN4873フィルターによる撮像データと既存のN6750フィルターによる撮像データの性能評価を行い、同時に、教材用天体に対する多輝線撮像観測を進める。特に、初夏および冬から春にかけては、教材に適した星生成領域や超新星残骸の観測好機となるため、確実に観測データを取得していく予定である。また、計画の遅れに対しては、教材化する天体の数を減らすことで対応したい。
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| Causes of Carryover |
前述の理由で、Ｈβ輝線に対応した狭帯域フィルター(通称、N4873フィルター)作成のために前倒し支払いの制度を利用したこと、N4873フィルターによる観測画像が得られなかったことで、試験観測の画像解析補助が不要だったこと、本年度の観測の全てを、観測所を直接訪れないリモート観測の方式で行ったこと、などによる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究で作成する天体の輝線画像から、物理的・化学的情報を抽出する際に、最も効果的と考えられる方法は、これらを用いたカラー画像を作成することである。現状で、このカラー画像作成を容易にするソフトウェアは、有償かつ高価なものであり、本教材の開発や試行のために必要不可欠なものであるため、これらの購入・入手に充てる予定である。加えて、今後観測データが得られるに伴って、画像解析補助の謝金にも充てる。
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