大光度赤外線銀河の全光度の決定とエネルギー源の研究

• 研究課題/領域番号: 08404011
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 名古屋大学 (1997-1998); 宇宙科学研究所 (1996)
• 研究代表者: 芝井 広 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70154234)
• 研究分担者: 奥田 治之 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究科, 教授 (50025293) ; 佐藤 紳司 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60192598) ; 川田 光伸 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 講師 (50280558) ; 松原 英雄 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究科, 助教授 (30219464) ; 中川 貴雄 宇宙科学研究所, 次世代探査機センター, 助教授 (20202210) ; 村上 浩 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助教授 (40135299) ; 矢島 信之 宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (30200489) ; 松本 敏雄 宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (60022696)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 26,600千円 (直接経費: 26,600千円); 1998年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 1997年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円); 1996年度: 16,500千円 (直接経費: 16,500千円)
• キーワード: 赤外線 / 銀河 / 星間物質 / 星間塵 / 遠赤外線 / 気球望遠鏡 / 星生成 / 赤外線センサー

研究概要

銀河の遠赤外放射を観測するための気球搭載望遠鏡を開発、気球観測を行った。中でも最も重要な技術となる気球望遠鏡の姿勢制御システムを、光ファイバージャイロおよびCPUを用いたデジタル制御によって、これまでのシステムと比べて格段に安定に、しかも簡潔なシステムとして完成させることができた。姿勢の安定度は0.003度角以下であり、これは遠赤外センサーの角度分解能、0.02角度に比べて格段に小さい値である。また、姿勢決定用のスターカメラシステムに関しても、通常のCCDと35mmレンズの組み合わせで7等級の星まで校正に使えることが確認できた。
一方、焦点面に設置されるセンサーとして、世界初の圧縮型Ge:Gaアレイセンサー(4×8素子)を用いた遠赤外撮像型センサーの開発に成功した。これは光学系とともに超流動ヘリウムクライオスタットに入れられて、1.8Kで冷却される。このアレイセンサーの信号を読み出す32チャンネルの低温動作FETアレイも新規開発に成功した。さらに、観測中に地上受信局でデータを取得してモニターするシステム(QL)及び、コマンドを発生するシステムも準備した。
当初、平成10年9月に岩手県三陸町の気球基地から初観測を試みた。光ファイバージャイロを用いたデジタル姿勢制御システムはほぼ完璧に動作した。制御精度は約5秒角であり、科学衛星のそれに匹敵する結果が得られ、汎用観測システムとしての性能を実証することができた。しかしながら観測時間が得られなかったため、天文学的データの取得にはいたらなかった。
その一方で、銀河遠赤外線の放射源、放射機構に関する研究、および宇宙近傍から遠方にいたるまでの赤外線銀河のシミュレーションモデルを確立して解析を行い、今後の観測研究の方向を定めることができた。

研究成果

• [文献書誌] T.Nakagawa、Y.Y.Yui、Y.Doi、H.Okuda、et al.: "Far-Infrared [CII]Line Survey Observations of the Galactic Plane"Astrophysical journal、Supplement. 115. 259-269 (1998)
• [文献書誌] C.Koike and H.Shibai: "The Infrared Spectra of Candidate Materials for Celestial Dust by Labiratory Measurements"ISAS Report. 671. 1-18 (1998)
• [文献書誌] T.T.Takeuchi、H.Shibai et al.: "The IRIS Far-Infrared Galaxy Survey ; Expected Number Dount、Redshift、and Perspective"Publ.Astron.Soc.Pac.. 51. 81-90 (1999)
• [文献書誌] H.Shibai: "The Infrared Imaging Surveyor Project"Advances in Space Research. 25(11). 2273-2276 (2000)
• [文献書誌] Y.Doi、H.Shibai、et al.: "A new Japanese Balloon Telescope"Advances in Space Research. 25(11). 2285-2289 (2000)
• [文献書誌] Y.Doi、S.Makiuchi、H.Okuda、T.Nakagawa、et al.: "Compact Two-Dimensional Array of Stressed Ge : Ga Detectors"Experimental Astronomy. (in press). (2000)
• [文献書誌] H.Okuda、T.Matsumoto、& T.L.Roellig、: "Diffuse Infrared Radiation and the IRTS"America Society of the Pacific,ASP Conference Series,Vol.124. 497 (1997)
• [文献書誌] T.Nakagawa,Y.Y.Yui,Y.Doi,H.Okuda,et al.: "Far-Infrafed[CII]Line Survey Observations of the Galactic Plane" Astrophysical Journal,Supplement. 115. 259-269 (1998)
• [文献書誌] C.Koike and H.Shibai: "The Infrared Spectra of Candidate Materials for Celestial Dust by Laboratory Measurements" ISAS Report. 671. (1998)
• [文献書誌] M.Mizutani T.Onaka and H.Shibai: "ISO Spectroscopic Observations of the Carina Region" Advances in Space Research. (in press). (1999)
• [文献書誌] H.Shibai: "The Infrared Imaging Surveyor Project" Advances in Space Research. (in press). (1999)
• [文献書誌] H.Shibai: "Advanced Surveys with ASTRO-F(IRIS)" Proc.of SIRTF Sympo“Astrophysics with IR Surveys:A Prelude to SIRTF". (in press). (1999)
• [文献書誌] Y.Doi,S.Makiuchi,H.Okuda,T.Nakagawa,et al.: "Compact Two-Dimensional Array of Stressed Ge:Ga Detectors" Experimental Astronomy. (in press). (1999)
• [文献書誌] T.Nakagawa, Y.Y.Yui, Y.Doi, H.Okuda, H.Shibai: "Far-Infrared〔CII〕Line Survey Observations of the Galactic Plane" Astrophysical Journal,Supplement. 115(in press). (1998)
• [文献書誌] 芝井 広、村上 浩: "赤外線望遠鏡衛星による宇宙微弱赤外線の計測" 精密工学会誌. 63. 1374-1378 (1997)
• [文献書誌] T.Onaka, M.Mizutani, and H.Shibai: "ISO Spectroscopic Observations of the Carina Region" Proc.of “The First ISO Workshop on Analytical Spectroscopy with SWS,LWS,PHT-S,and CAM CVF". ESA SP-419(in press). (1997)
• [文献書誌] H.Shibai, H.Okuda, and T.Nakagawa: "Far-Infrared Survey of the IRIS Project" Proc.of ESA Sympo.,“The Far-Infrared and Submillimetre Universe". ESA SP-401. 333-335 (1997)
• [文献書誌] Koike et al.: "Correlation between the Special Index and the Degree of Crystallization of Carbon and Graphite Grains" Astrophys.J.,. 446. 902-906 (1995)
• [文献書誌] Hiromoto et al.: "Ge : Ga Far-Infrared Photoconductors for Space Applications" Jpn.J.Appl.Phys.,. 35. 1676-1680 (1996)
• [文献書誌] Shibai et al.: "[CII] Diffuse Emission Observed by the IRTS" Publ.Astron.Soc.Jp.48. 127-131 (1996)
• [文献書誌] 芝井広: "「IRIS(赤外線イメージングサーベイヤー)計画」" 日本赤外線学会誌. 6. 25-29 (1996)
• [文献書誌] Shibai et al.: "InfraRed Imaging Surveyor (IRIS) Project" Proc.of SPIE 2744,"Infrared Technology and Application XII". 75-83 (1996)
• [文献書誌] Shibai et al.: "Flight Performance of the Far-Infrared Line Mapper (FILM)" Proc.of SPIE 2817,"Infrared spaceborne Remote Sensing IV". 267-275 (1996)