Highly Accurate monitoring observation in thermal infrared wavelength for studying exo-planetary system

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H01943
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 宮田 隆志 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90323500)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤吉 拓哉 国立天文台, ハワイ観測所, RCUH職員 (00450180) ; 大坪 貴文 国立天文台, 天文データセンター, 特任研究員 (50377925)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 天文学 / 赤外線

Outline of Annual Research Achievements

近年大きな発展がみられる時間軸天文学の中にあって、熱赤外線は未開拓の波長帯であり、そのモニタ体制は世界的にみても未整備である。本研究では、このモニタ観測を実現するうえで技術的課題であった感度校正を実現するユニットを開発している。
感度校正を実現するには検出器に一様光源を入射し、その応答の違いを補正する必要がある。中間赤外線では望遠鏡や装置入射窓を含めた常温部分が非一様に光っており、これをなくすことは非常に難しい。そこで本研究では、一様光源の明るさを変化させ、その変化に対するレスポンスを測定することで、感度校正を実現させることとした。赤外線を一様に入射するために平面黒体炉とレンズを用い、黒体炉の温度を変化させることで明るさ（光量）を変化させることとした。今年度はこのユニットの光学計算と概念設計、基礎実験を行った。結果、目標とする0.1%台での一様光源入射が可能である設計に成功した。また基礎的な実験によって目標をおおむね達成できることを確認した。精度を悪化させる原因についても検討を行い、どのぐらいのタイミングで感度校正を行えばよいかについても検討を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今研究の核をなす校正ユニットは全く新規の発想に基づくものである。これまでの研究で概念設計や基礎的実験にも成功している。新型コロナウイルスの蔓延により実験自身は慎重に進めざるを得ないが、これまで大きな問題もなく、予定精度を達席できる見通しもついた。その意味で本研究は「おおむね順調」と言える。

Strategy for Future Research Activity

今後は本ユニットの組み立てを進め、中間赤外線観測装置MIMIZUKUへの搭載と実証実験を進める。特に本ユニットは光量の変化を使って校正精度を高める工夫に挑戦したものであり、実地でどの程度の性能が出るかは実験的に明らかにしていく必要がある。また、モニタリング観測では安定性も重要な要件であるので、その検証も進める。最終的にはできるだけ早くユニットを装置に搭載し、望遠鏡での観測を始めたい