2010 Fiscal Year Annual Research Report
系外惑星直接観測のための超高ダイナミックレンジ光学系の研究
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21360037
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
西川 淳 国立天文台, 光赤外研究部, 助教 (70280568)
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| Keywords | 応用光学・量子光工学 / 惑星探査 / 干渉計測 / 補償光学 / 波面誤差 / ナル干渉計 / コロナグラフ / 波面補償 |
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| Research Abstract |
1995年以来、太陽系以外の惑星(系外惑星と呼ぶ)は、恒星のドップラー速度と明るさの変化などで間接的に約400個が確認され、近年、巨大惑星が直接撮像で検出された。系外惑星(特に地球型惑星)の直接検出と特徴の分析は現代天文学の最大の課題の1つとなっている。直接検出には、惑星よりも極めて強い恒星の回折光を減光するコロナグラフ手法と、散乱光(スペックル)を抑えるλ/10000rms精度の波面補正法で、10桁以上の広いダイナミックレンジを持つ撮像光学システムが必要である。本研究では、非対称ナル干渉(UNI)と、続けて配置する位相振幅補正(PAC)用の補償光学で、λ/10000ms相当の波面補正を目指し、2段立体サニャックまたは8分割位相マスクをコロナグラフとして結合し、10桁のダイナミックレンジを目指す。
UNI部では、非対称ナル干渉計による波面誤差の拡大現象が安定的に計測され、実験値は2つの波面に部分相関がある場合として説明できることが判った。PAC部では、可変形鏡と波面センサーの光学的マッチングや制御アルゴリズムを改善し、可変形鏡の制御精度を向上させた結果、約λ/1000rmsのレベルに制御可能になった。注目されるUNI-PACの効果については、波面センサーで測定した位相・振幅の制御結果のみならず、立体サニャックコロナグラフ焦点面のスペックルレベルで1桁以上の低減が確認され、極めて理論に近い形で実証されるに至った。ただし、現在の実験系では、波面センサーと本光路の非共通光路の光学素子の持つ波面誤差のため、実質的には位相誤差で約λ/100rms(約λ/600rms相当)の精度に留まっていることも明確になり、対策を計画中である。8分割位相マスクコロナグラフは、アクロマティック性の証明やフォトニック結晶の高品質が注目され、米国JPLとの国際協力が進行中である。
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[Journal Article] SPICA Coronagraph2010
Author(s)
Enya, K.; Kotani, T.; Nakagawa, T.; Kataza, H.; Komatsu, K.; Uchida, H.; Haze, K.; Higuchi, S.; Miyata, T.; Sako, S.; Nakamura, T.; Yamashita, T.; Narita, N.;(32人中14番目Tamura, M.; 15番目Nishikawa, J.)
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Journal Title
Astronomical Society of the Pacific Conference Series
Volume: 430
Pages: 284-290
URL
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[Journal Article] An eight-octant phase-mask coronagraph for the Subaru coronagraphic extreme AO (SCExAO) system : system design and expected performance2010
Author(s)
N.Murakami, O.Guyon, F.Martinache, T.Matsuo, K.Yokochi, J.Nishikawa, M.Tamura, T.Kurokawa, N.Baba, F.Vogt, V.Garrel, T.Yoshikawa
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Journal Title
Proc.of SPIE
Volume: 7735
Pages: 331-336
Peer Reviewed
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[Presentation] 非対称ナル干渉法と高コントラスト撮像法2011
Author(s)
西川淳,田村元秀,横地界斗,黒川隆志,村上尚史, ABE Lyu,小谷隆行,村上浩, TAVROV Alexander,武田光夫
Organizer
第11回宇宙科学シンポジウム
Place of Presentation
宇宙航空開発研究機構/宇宙科学研究本部(神奈川県)
Year and Date
2011-01-06
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[Presentation] SPICA coronagraph for the detection and characterization of exo-planets2010
Author(s)
Enya, Keigo ; Kotani, T.; Nakagawa, T.; Kataza, H.; Komatsu, K.; Uchida, H.; Haze, K.; Higuchi, S.; Miyata, T.; Sako, S.; Nakamura, T.; Yamashita, T.; Narita, N.; Tamura, M.; Nishikawa, J.; Hayano, H.; Oya, S.; Kokubo, E.; Itoh, Y.; Fukagawa, M.; Shibai, H.; Honda, M.; Okamoto, Y.; Baba, N.; Murakami, N.; Takami, M.; Matsuo, T.; Ida, S.; Abe, L.; Guyon, O.; Venet, M.; Yamamuro, T.; Bierden, P.
Organizer
38th COSPAR Scientific Assembly
Place of Presentation
Bremen (Germany)
Year and Date
2010-07-15
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[Presentation] SPICA Capability for Studying Transiting Exoplanets2010
Author(s)
Narita, Norio ; Yamashita, Takuya ; Enya, Keigo ; Kotani, T.; Nakagawa, T.; Kataza, H.; Komatsu, K.; Uchida, H.; Haze, K.; Higuchi, S.; Miyata, T.; Sako, S.; Nakamura, T.; amashita, T.; Narita, N.; Tamura, M.; Nishikawa, J.; Hayano, H.; Oya, S.; Kokubo, E.; Itoh, Y.; Fukagawa, M.; Shibai, H.; Honda, M.; Okamoto, Y.; Baba, N.; Murakami, N.; Takami, M.; Matsuo, T.; Ida, S.; Abe, L.; Guyon, O.; Venet, M.; Yamamuro, T.; Bierden, P.
Organizer
38th COSPAR Scientific Assembly
Place of Presentation
Bremen (Germany)
Year and Date
2010-07-15
