2018 Fiscal Year Research-status Report
Construction of big-data driven planetary science with ALMA terahertz remote-sensing observation
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17K14420
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
飯野 孝浩 東京農工大学, 科学博物館, 特任助教 (40750493)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アルマ / 大気化学 / リモートセンシング / サブミリ波 / 海王星 / タイタン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに構築した，高速・大容量ストレージと並列計算機を併用したアルマアーカイブデータの大規模処理システムを利活用し，公開済みのアーカイブデータの殆どについてキャリブレーションおよびイメージングの処理を終了した．また，特に多様な大気微量分子が存在する土星衛星タイタンについて，分子輝線・遷移を同定するシステムを構築し，分子および同位体置換体のリストアップに取り組んだ．これにより，タイタン大気中に複数の未報告の同位体置換体を検出した．これについて論文化のための解析環境構築・評価に取り組んだ．アルマによる観測の特性として，空間分解能が2次元扁平ガウシアン形状を持つことが挙げられるが，このビーム形状に畳み込まれる無限空間分解能ビームの寄与を考慮する必要がある．また，気温及び分子の鉛直分布が時間変動する構造を持つため，これを考慮した輻射輸送計算を実施する必要がある．これらを実装した計算コードを用い，最適化問題導出コードが現実的な分子鉛直分布を導出することを示した．また，同位体置換体群を対象として，同位体比の簡易的な導出に成功した．海王星についてはシアン化水素分子の空間的非一葉を見出しており，本結果を用いた論文を投稿した．重要な再解析を伴うレフェリーコメントが来たため，いったん投稿を取り下げて内容をブラッシュアップし，再投稿の予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
アルマアーカイブデータの持つ観測的研究の可能性を検証するという当初計画を持っていたが，本研究ではアーカイブデータの網羅的解析に成功したのみならず，より具体的な科学目標の推進にもつながっている．具体的な成果として，開発・サイエンスの論文を複数本出版しており，さらなるサイエンス論文の投稿も視野に入っている．我が国の電波天文学分野において，太陽系内惑星・衛星の観測的研究を一つの分野として確立するためには十分な工学的知見とサイエンス論文の出版が必須であるが，本研究ではその双方に成功しており，コミュニティ内におけるプレゼンスも向上しつつある．このように，本研究は工学・理学の双方における研究成果の創出のみならず新分野の創成にもつながっており，当初の予定に比してさらなる進展を示しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究に接続して，下記の開発・研究項目に取り組む．
・輻射輸送最適化問題解法コードの開発：惑星大気において，微量分子および大気は複雑な鉛直構造を持つ．そのため，輻射輸送計算において考慮するこれら鉛直構造を動的に変化させ，観測スペクトルと一致する構造を探索するいわゆる最適化問題を解くコードを開発し，惑星大気構造の観測的理解につなげる．
・タイタン大気における同位体比および微量分子時空間変動の導出：タイタン大気においては上記の観測成果の創出が可能であり，その解析を進め，論文化する．
・海王星大気におけるシアン化水素分子分布の導出：海王星成層圏におけるシアン化水素分子の非一様分布がとらえられており，輻射輸送計算を含めた多様な解析手法により，その分布の観測的成約を行う．
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| Causes of Carryover |
本研究の予想以上の進展に併せて，特にタイタン・海王星の科学観測データの解析を行い，論文投稿を目指している．次年度使用額は，上記テーマに関連した学会発表・英文校閲・論文出版費等に用い，本テーマのさらなる発展を企図している．
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