「あかり」中間赤外線全天地図で探る惑星と生命の物質の起源

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24740122
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 石原 大助 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任講師 (30507835)
• Keywords: 観測天文学 / 赤外線天文学 / データ解析 / 星間物質 / 銀河進化

Research Abstract

本年度は、昨年度に引き続き「あかり」中間赤外線全天サーベイから波長9ミクロン帯および18ミクロン帯のdiffuseマップを作成するための、解析手法の確立が更に進んだ。昨年度積み残した課題である、光応答のノンリニアリティの補正、リセット直後の出力のアノマリの補正、カメラ内で生じる散乱光の補正、黄道光差し引き精度の改善、について取り組み、マップの精度をさらに向上することに成功した。また、マップをサイエンス利用するために必要な、表面輝度や位置の較正、およびこれらの精度評価についても進んでいる。精度が良くなったdiffuseマップに基づいて、新しいサイエンスが可能になった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

「あかり」中間赤外線全天サーベイデータからdiffuseマップを作成するにあたり、課題として挙げていた解析上の問題をクリアし、本研究の当初の目的はほぼ達成した。先行研究である、IRAS衛星やCOBE衛星の中間赤外線波長帯でのマップよりも、精度良いマップを作成する手法を確立できた。しかし、マップの精度を上げることによって、これまで黄道光や比較的強度の強いartifactsに隠されていた他のartifactsの影響が明らかになり、さらなる課題も確認した。
精度良いdiffuseマップを作成できるようになったため、これまで明るい黄道光やartifactsに隠されていた、淡く拡がった銀河面放射成分の議論が可能になった。宇宙空間の有機物(芳香族炭化水素;PAH)からの輝線放射を捉えている波長9ミクロン帯において、銀河中心方向に大規模な放射構造を発見し、この構造の物理状態と起源について議論を始めた。また、黄道光の差し引き精度を上げる過程で、我々太陽系内の惑星間塵の分布と性質に関してもより精確な情報が得られ、これらの物理状態と起源についても議論を始めた。

Strategy for Future Research Activity

本研究により、「あかり」中間赤外線全天サーベイデータから、精度良いdiffuseマップが作成できるようになった。これにより、淡く拡がったdiffuse成分の議論が可能になったが、データ解析上の更なる課題も明らかになってきた。この現状を踏まえ、今後以下の方策で研究を展開する。
(1) 精確なdiffuseマップの完成と公開。本研究によって、他の強烈なartifactsに隠れていた新たなartifactsが明らかになってきた。これらの原因を追求し補正することで、さらに精度の良いマップ作成を目指す。また、本研究の成果であるデータ解析の手法を、全天データのマスプロセス処理に実装し、全天マップを完成し、全世界に公開する。
(2) 本研究の結果、可能になったサイエンスを遂行する。精確な中間赤外線diffuseマップが得られるようになった結果、とくに淡く空間的に拡がった、銀河系内の星間空間の有機物(芳香族炭化水素;PAH)の輝線放射の研究が可能になった。一方、黄道光差し引きの精度を上げる過程で、太陽系内の惑星間塵の分布と性質も明らかになってきた。これらの議論は、申請者の次の研究(課題番号26707008)にて発展させる。
(3) 本研究の結果を次世代の観測装置開発へ応用する。「あかり」打ち上げ前・運用期間中には調べきれなかった観測装置の特性が、本研究にて半導体検出器の物理や装置の光学に基づきデータの解析を行うことにより、新たに明らかになってきた。これらの知識を、次期赤外線天文衛星の設計と地上試験計画に生かしてゆく。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

本研究の成果発表として最も重要な機会と位置づけていた国際会議（あかり国際研究会）が、昨年度中に開催予定であったが、1年ずれてしまった。これに使う予定であった、研究代表者と協力大学院生2名の旅費分が未使用となった。
国際研究会における、研究代表者と協力大学院生それぞれの成果発表のための旅費、および、成果をまとめるための計算機・ソフトウェアに使用する。

Research Products

• [Journal Article] Observational Studies on the Near-infrared Unidentified Emission Bands in Galactic H II Regions (2014)
  • Author(s): Mori, T. I., Onaka, T., Sakon, I., Ishihara, D., Shimonishi, T., Ohsawa, R., Bell, A. C.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 784 Pages: id.53
  • DOI: 10.1088/0004-637X/784/1/53
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] AKARI Observations of Interstellar Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (2013)
  • Author(s): Ishihara, D., Kaneda, H., Oyabu, S., Kondo, T., Yamagishi, M., Yasuda, A.
  • Journal Title: LPI Contribution Volume: 1766 Pages: 1048-1048
• [Journal Article] A Relation of the PAH 3.3 μm Feature with Star-forming Activity for Galaxies with a Wide Range of Infrared Luminosity (2013)
  • Author(s): Yamada, R., Oyabu, S., Kaneda, H., Yamagishi, M., Ishihara, D., Kim, J. H., Im, M.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 65 Pages: No.103
  • DOI: 10.1093/pasj/65.5.103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Difference in the Spatial Distribution between H2O and CO2 Ices in M 82 Found with AKARI (2013)
  • Author(s): Yamagishi, M., Kaneda, H., Ishihara, D., Oyabu, S., Onaka, T., Shimonishi, T., Suzuki, T., Minh, Y. C.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 773 Pages: id.L37
  • DOI: 10.1088/2041-8205/773/2/L37
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Large-scale mapping of the massive star-forming region RCW38 in the [CII] and PAH emission (2013)
  • Author(s): Kaneda, H., Nakagawa, T., Ghosh, S. K., Ojha, D. K., Ishihara, D., Kondo, T., Ninan, J. P., Tanabe, M., Fukui, Y., Hattori, Y., Onaka, T., Torii, K., Yamagishi, M.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: 556 Pages: id.A92
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201321614
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Large-area [Fe II] Line Mapping of the Supernova Remnant IC 443 with the IRSF/SIRIUS (2013)
  • Author(s): Kokusho, T., Nagayama, T., Kaneda, H., Ishihara, D., Lee, H.-G., Onaka, T.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 768 Pages: id.L8
  • DOI: 10.1088/2041-8205/768/1/L8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The 9 and 18 Micrometer Luminosity Functions of Various Types of Galaxies with AKARI: Implication for the Dust Torus Structure of AGN (2013)
  • Author(s): Toba, Y., Oyabu, S., Matsuhara, H., Malkan, M. A., Ishihara, D., Wada, T., Ohyama, Y., Takita, S., Yamauchi, C.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 65 Pages: No.130
  • DOI: 10.1093/pasj/65.5.113
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comet 17P/Holmes: Contrast in Activity between before and after the 2007 Outburst (2013)
  • Author(s): Ishiguro, M., Kim, Y., Kim, J., Usui, F., Vaubaillon, J. J., Ishihara, D., Hanayama, H., Sarugaku, Y., Hasegawa, S., Kasuga, T., Warjurkar, D. S., Ham, J.-B., Pyo, J., Kuroda, D., Ootsubo, T., Sakamoto, M., Narusawa, S., Takahashi, J., Akisawa, Hi., Watanabe, J.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 778 Pages: id.19
  • DOI: 10.1088/0004-637X/778/1/19
  • Peer Reviewed
• [Presentation] あかりとIRSFによるデブリ円盤の探査 (2014)
  • Author(s): 石原大助
  • Organizer: IRSF研究会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 20140324-20140325
• [Presentation] あかりとIRSFによるデブリ円盤の探査 (2014)
  • Author(s): 石原大助
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 国際基督教大学
  • Year and Date: 20140319-20140322
• [Presentation] AKARI Observations of Interstellar Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (2013)
  • Author(s): Ishihara, D., Kaneda, H., Oyabu, S.
  • Organizer: International Astrobiology Workshop 2013
  • Place of Presentation: JAXA宇宙科学研究所
  • Year and Date: 20131128-20131130
• [Presentation] AKARI mid-infrared all-sky survey: development of the new inter-planetary dust (IPD) map and the world-first all-sky PAH map (2013)
  • Author(s): Ishihara, D., Kaneda, H., Kondo, T., Amatsutsu, T., Nakamichi, K., Yamagishi, M., Oyabu, S., Ootsubo, T., Onaka, T.
  • Organizer: The lifecycle of dust in the universe
  • Place of Presentation: ASIAA, Taiwan
  • Year and Date: 20131118-20131122
• [Presentation] Evolution of solid materials in planet-forming disks - From AKARI to SPICA (2013)
  • Author(s): Ishihara, D., Kaneda, H., Oyabu, S., Oseki, S., Takeuchi, N., Enya, K., Kotani, T., Haze, K., Onaka, T., Fujiwara, H.
  • Organizer: SPICA Science Conference 2013
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 20130618-20130621
• [Presentation] 星惑星形成過程における固体物質の進化 (2013)
  • Author(s): 石原大助
  • Organizer: SPICAコロナグラフ装置(SCI)サイエンス検討会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 20130516-20130516