2006 Fiscal Year Annual Research Report

系外惑星を直接検出する差分型ステラコロナグラフの開発

Research Project

Project/Area Number	17340051
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	馬場直志北海道大学, 大学院工学研究科, 教授 (70143261)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	石垣剛旭川工業高等専門学校, 一般理数科, 助教授 (40312384) 田村元秀国立天文台, 光赤外研究部, 助教授 (00260018) 三浦則明北見工業大学, 工学部, 助教授 (30209720)
Keywords	系外惑星 / ステラコロナグラフ / ナル干渉 / 高空間分解能 / 偏光
Research Abstract	本研究では実観測向けの2チャンネル差分型ステラコロナグラフを考案し、地上の大型望遠鏡により世界で初めての系外惑星の直接検出ができるようにすることを目的としている。太陽系外惑星を直接検出できるようになれば、惑星系形成論に多くの知見をもたらすとともに、分光によって系外惑星の特性を明らかにでき、地球外生命体の発見につながる可能性がある。今年度は、偏光差分型ステラコロナグラフの光学実験を多面的に行った。入射光は半波長板を通過し偏光ビームスプリッタにより2つの直交する偏光成分に分け、各偏光成分は、ナル干渉型コロナグラフに導かれる。波面の乱れや光学素子の不完全さなどにより最終像面にスペックル雑音が生じる。このスペックル雑音を2チャンネル間の差分により取り除くと、系外惑星光は部分偏光しているため2つのチャンネルで異なった強度となり、差分をとっても残余強度が現れ、系外惑星を検出することができると期待される。しかしながら、恒星光の強度が大きい場合、単なる偏光差分では除去できないスペックル雑音が残る。このため、微弱な惑星光を分離して検出することは極めて困難となった。そこで、単なる偏光差分に依らずに、強度で規格化した偏光度を符号を付けて求めるようにした。その結果、今までよりも明瞭にスペックル雑音と系外惑星像を区別できるようになった。今年度は、イメージングのみならず、対物分光の基礎的実験も行った。この実験から、偏光差分法は系外惑星の対物分光にも有用であることがわかった。