2020 Fiscal Year Research-status Report
Observational study on the formation process of Earth-like planets using a new imaging technique for radio interferometers
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20K04017
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
塚越 崇 国立天文台, 科学研究部, 特任助教 (20533566)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 惑星系形成 / 原始惑星系円盤 / 電波天文学 / 電波干渉計 / スパースモデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルマ望遠鏡のデータを解析するための計算機を選定・購入しセットアップを行った。アルマ望遠鏡の観測データに対応した、スパースモデリングによる電波干渉計画像合成ソフトウェアであるpriismの導入も行い、動作に問題ないことを確認している。priismの動作においては動作環境やコンパイラの見直しも行っており、これにより従来用いていた共同利用サーバーでの解析に比べ、およそ10~100倍以上の高速化に成功できている。
それと同時に、観測データに対するpriismの振る舞いに対して、様々な角度から検証を行っている。現実の原始惑星系円盤を想定した輝度分布モデルを使った画像再現性の評価では、従来用いられたCLEANアルゴリズムによる画像合成法よりも高い精度で輝度分布を再現することがわかった。この結果は2021年度日本天文学会春季年会にて発表を行なっている。また、実際にアルマ望遠鏡で取得されたデータから原始惑星系円盤の構造を調べる解析も行なっており、スパースモデリングがアルマ望遠鏡データの高解像度化において有効であることを示してきた。この結果はすでに論文として出版しており、さらに別の天体に応用した結果についても論文投稿中である。
さらに、アルマ望遠鏡による原始惑星系円盤の構造解明について複数の論文が出版済みであり、それらで使用したデータについては今後、本研究課題での高解像度化を適宜試みていく。アルマ望遠鏡の最高解像度で取得されたデータについても公開データアーカイブから収集済みであり、これらに対しても高解像度化に取り掛かれる状態である。また、アルマ望遠鏡サイクル8シーズン観測に向けて複数の新規提案を行なっており、新たに複数の高解像度データが取得できる見込みである。
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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
データ解析を行うための新規解析サーバーの選定を行い、アルマ望遠鏡データの解析環境のセットアップを行なった。本研究課題で使用する電波干渉計画像合成ソフトウェアであるpriismの開発においては、動作環境の見直しにより、従来の解析環境から10倍以上の高速化を達成している。これにより、アルマ望遠鏡の大規模アーカイブデータへの画一的な適用、及びpriismのより詳細な動作検証に取り掛かる目処がついた。解析環境の構築と同時に、観測データに対するpriismの振る舞いの検証も進めており、輝度分布モデルを用いた評価や、実際のアルマ望遠鏡データへの適用を行い、学会発表や論文出版につなげることができている。
本年度は主に解析環境の充実や開発を行なっており、また、関係者とのミーティングも主にオンラインで行われているため、現在の段階でコロナ禍における深刻な影響は見られていない。一方、国内研究会やセミナーはオンライン化の遅れや不安定さがあり、国外のものは時差の関係で参加が難しくなっている。今後の情勢がまだ不透明であり、安定したオンラインミーティングの環境整備なども随時行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
占有解析サーバのセットアップとある程度のpriismの高速化が実現されたため、アルマ望遠鏡の最高解像度で取得されたデータに対し、画一的にスパースモデリングの高解像度化を試す目処がたった。概ね予定通り、今後はその全てのデータに対し画像化を反復的に行い、画像化パラメータの追い込みを行なっていく。その過程で興味深い天体構造が得られれば、個別天体結果として論文化も進める。それと同時に輝度分布モデルを用いた、より詳細な画像合成における再現性の評価や、ノイズ評価手法の確立とノイズが天体構造再現に与える影響の評価なども行なっていく。また、従来法で用いられているセルフキャリブレーションと呼ばれる手法をスパースモデリングに拡張させ、画像の低ノイズ化も目指す。GPU化も含めたpriism自体の高速化についても別途開発を進める。
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