2013 Fiscal Year Annual Research Report
ハイパー望遠鏡による太陽系外惑星の像再生に関する研究
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25287032
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
馬場 直志 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70143261)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光学赤外線天文学 / 望遠鏡 / 系外惑星 / 像再生 |
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| Research Abstract |
計算機シミュレーションにおいて、太陽近傍の恒星の周りにあるであろう惑星を想定し、物体画像として実際に撮像された木星の画像を用いた。本計算機シミュレーションでは25×25ピクセルの画像とし、ハイパー望遠鏡のアレイ配列と結像特性を調べた。
ハイパー望遠鏡の冗長望遠鏡アレイについては、周期的な格子点状アレイを想定した。ただし、素子望遠鏡の台数を抑えるために一部粗い配列とした。一方、非冗長アレイにはいろいろなタイプがあるが、系統的にアレイの拡張・縮小を行えるRDS(Relative Difference Set)をベースとした。
本研究の眼目は、ハイパー望遠鏡により太陽系外惑星の表面パターンがわかるように像再生できるようにすることである。このためには、先ず、ハイパー望遠鏡で得られる画像(raw image)自体を出来得るだけ良くせねばならない。これは、望遠鏡の配列法と瞳の再配置法・高密度化率に依存する。計算機シミュレーションでは、いくつかの状況を検討した。各種の状況について、raw imageを原画像との2乗誤差から評価した。ハイパー望遠鏡によるraw imageは、瞳の再配置・高密度化によりspace variantなPSF特性を持つ。このため、線形な画像処理は十分に有効ではないと考えられる。しかしながら、太陽系外惑星像の視野は狭いため、近似的にはspace invariantな結像系と見なせる。よって、ハイパー望遠鏡によるraw imageの画像処理の指標として、線形処理の代表的方法であるウィナーフィルタリングによる回復像を用いた。
本年度の計算機シミュレーションにおいては、素子開口サイズによる結像特性について調べた。雑音無しの状況では最終的な結像特性に開口サイズはほとんど影響しないことを確認したが、恒星光をナリングするには所要の開口サイズが必要となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
工学研究院長としての用務が膨大であったため、研究に携われた時間が極度に限定されたためである。平成26年度以降においては、特任教授として研究にかなり専念できる体制となる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ハイパー望遠鏡の結像性能については、種々のパラメーターが寄与しており、更なる計算機シミュレーションが必要である。また、ハイパー望遠鏡においては、画像処理が必須となっており、ハイパー望遠鏡に適合する像処理アルゴリズムの開発が必要である。既存の像処理アルゴリズムの活用やハイブリッド型アルゴリズムの開発に取り組んでいく。
ハイパー望遠鏡においては、素子望遠鏡の性能とともに光検出器の特性が最終像を規定すると言える。このため、最新の高感度検出器を購入し、撮像特性を詳細に調べる。
また、ハイパー望遠鏡における大きな開発要因である光学的高密度化について、種々の光学系を考察する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度に高感度カメラを購入することを予定としたため。
水冷型の電子増倍型ＣＣＤカメラおよび付帯する装置などの購入費用に充てる。
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