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広視野多天体補償光学のトモグラフィック推定の開発と実証

研究課題

研究課題/領域番号 15J02510
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 天文学
研究機関東北大学

研究代表者

大野 良人  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード天文学 / 補償光学 / 多天体補償光学 / トモグラフィ / 大気揺らぎ / RAVEN / トモグラフィー / 大気ゆらぎ
研究実績の概要

本研究では、広視野多天体補償光学に必要なトモグラフィック推定手法に関する研究を行っており、特に私が開発した新しいトモグラフィック推定手法である「複タイムステップトモグラフィック推定」の開発と実証を進めている。多天体補償光学は地球大気のゆらぎによって引き起こされる光の乱れの影響を補正する補償光学を、広い視野内の複数の天体方向に同時に適用する次世代の補償光学システムである。この多天体補償光学を実現するためには、複数の明るいガイド星から情報から、大気ゆらぎによる位相乱れを高さごとに推定するトモグラフィック推定が重要な技術となる。私が開発した「複タイムステップトモグラフィック推定」は、大気ゆらぎが風によって時間ともに移動しているとみなせることを利用して、複数のタイムステップでの測定値を同時に用いることで情報を増やし、トモグラフィック推定による推定精度を向上させる手法である。
まず、昨年度は手法の開発と数値シミュレーションによる評価を行い、本手法によって補正性能が大幅に向上することを示した。また、2014年・2015年にハワイにあるすばる望遠鏡で行われた多天体補償光学の試験装置である「RAVEN」オンスカイ試験観測で、本手法の性能評価を行った。2016年度は4月よリフランス・LAMに長期滞在し、Carlos Correia氏と共同研究を進めた。RAVEN試験観測で得られたデータの解析を進め、 マウナケア山頂での大気揺らぎプロファイルの推定を行い、多天体補償光学の補償性能について詳細な評価を行 つた。特に大気ゆらぎプロファイルの推定結果からはマウナケア山頂では地表付近の揺らぎ成分の寄与が大きく、 広視野の補償光学に向いた観測値であることが確認された。また、将来超大型望遠鏡での多天体補償光学に必要となる制御計算の高速化に向けたアルゴリズムの評価も進めた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] National Research Council Canada/University of Victoria(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] LAM(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Subaru Telescope(U.S.A.)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Victoria/National Research Council Canada(Canada)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Laboratoire d'astrophysique de Marseille(France)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Statistics of turbulence parameters at Maunakea using the multiple wavefront sensor data of RAVEN2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshito H. Ono, Carlos M. Correia, Dave R. Andersen, Olivier Lardiere, Shin Oya, Masayuki Akiyama, Kate Jackson, Colin Bradley
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 465 号: 4 ページ: 4931-4941

    • DOI

      10.1093/mnras/stw3083

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi time-step wavefront reconstruction for tomographic adaptive-optics systems2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshito H. Ono, Masayuki Akiyama, Shin Oya, Olivier Lardiere, David R. Andersen, Carlos Correia, Kate Jackson, and Colin Bradley
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America A

      巻: 33 号: 4 ページ: 726-740

    • DOI

      10.1364/josaa.33.000726

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Efficient tomographic wave-front reconstruction in astronomical adaptive optics exploiting Toeplitz matrix structure2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Ono
    • 学会等名
      100 Years of Radon Transform
    • 発表場所
      リンツ (オーストリア)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Maunakea site characterization with RAVEN2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Ono
    • 学会等名
      Turbulence profiling workshop
    • 発表場所
      マルセイユ (フランス)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On-sky MOAO performance evaluation of RAVEN2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Ono
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • 発表場所
      エジンバラ (イギリス)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The statistics of atmospheric turbulence at Maunakea measured by RAVEN2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Ono
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • 発表場所
      エジンバラ (イギリス)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On-sky MOAO performance evaluation of RAVEN2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshito H. Ono, Olivier Lardiere, David R. Andersen, Carlos M. Correia, Kathryn Jackson, Darryl Gamroth, Shin Oya, Masayuki Akiyama, Colin Bradley
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • 発表場所
      Edinburgh (United Kingdom)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The statistics of atmospheric turbulence at Maunkea measured by RAVEN2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshito H. Ono, Oliver Lardiere, David R. Andersen, Carlos M. Correia, Darryl Gamroth, Kathryn Jackson, Andres Guesalaga, Olivier Martin, Shin Oya, Masayuki Akiyama, Colin Bradley
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • 発表場所
      Edinburgh (United Kingdom)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] すばる望遠鏡での天文トモグラフィー補償光学の実証2016

    • 著者名/発表者名
      大野 良人
    • 学会等名
      第10回NIBBバイオイメージングフォーラム
    • 発表場所
      自然科学研究機構 基礎生物学研究所 (岡崎市)
    • 年月日
      2016-02-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RAVENを用いた複タイムステップトモグラフィー推定の開発2015

    • 著者名/発表者名
      大野 良人
    • 学会等名
      可視赤外線観測装置技術ワークショップ
    • 発表場所
      東北大学 (仙台市)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of multi time-step tomographic reconstruction with RAVEN2015

    • 著者名/発表者名
      Y. H. Ono, M. Akiyama, S. Oya, O, Lardiere
    • 学会等名
      Adaptive Optics for Extremely Large Telescope
    • 発表場所
      Lake Arrowhead (U.S.A.)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RAVEN:多天体補償光学を用いた場合の視野内での PSF の一様性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      大野良人, 秋山正幸, 大屋真,Olivier Ladiere
    • 学会等名
      日本天文学会2015年秋季年会
    • 発表場所
      甲南大学 (神戸市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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