2022 Fiscal Year Final Research Report

New ultraviolet observation techniques for detecting Earth-type exoplanetary atmosphere

Research Project

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Project/Area Number	20H01964
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
Research Institution	Japan Aerospace EXploration Agency
Principal Investigator	Murakami Go 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (50734026)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松田昇也金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (20772213) 桑原正輝立教大学, 理学部, 助教 (60827575)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	CMOS / 紫外線 / 検出器 / 光子計数 / マイクロチャンネルプレート / 系外惑星 / 高層大気
Outline of Final Research Achievements	The discovery of a habitable planet is one of the ultimate goals of science. As an approach to the discovery of a habitable planet, we aim to realize observations of stellar ultraviolet radiation and exoplanetary atmospheres with a 1-m class ultraviolet space telescope. Spectroscopic observations of the upper atmospheres of terrestrial planets under intense ultraviolet radiation will reveal the surface environment, especially the presence of oceans. In this research, we have developed a new type of high dynamic range UV detector that can be installed on a space telescope, which is the key technology to realize the observation, and demonstrated Japan's unique UV observation technology that can be deployed for exoplanet observation. We selected and developed optimized sensors and processing circuit for this detector. We have also evaluated the on-board capability of the satellite. The results of this research will be reflected in future ultraviolet space telescope projects.
Free Research Field	惑星大気・プラズマ物理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究は太陽系探査で実証してきた紫外線観測技術を太陽系外惑星の大気観測に展開させる新たな試みである。可視・赤外による系外惑星観測計画が世界各国で急速に進む中、太陽系探査で技術を培った紫外線領域に着目し、惑星高層大気の分光観測から海洋を有する地球型惑星の発見を目指すという発想は本研究独自のものである。本研究により確立したCMOSセンサを用いた紫外線検出方式は、申請者らが中心となり検討を進めていた「惑星科学、生命圏科学、および天文学に向けた紫外線宇宙望遠鏡計画（LAPYUTA計画）」にも採用見込みであり、生命を保有する惑星を発見という目標の実現に向けたアプローチとして中核的な役割を担っている。