「あかり」赤外線全天画像に基づく黄道光微細構造の起源と進化の研究

• 研究課題/領域番号: 17K05381
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 大坪 貴文 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 宇宙航空プロジェクト研究員 (50377925)
• 研究分担者: 石原 大助 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 研究開発員 (30507835)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 惑星間塵 / 黄道放射 / 黄道光 / ケイ酸塩鉱物 / 彗星 / 小惑星 / 「あかり」 / 赤外線衛星 / ケイ酸塩 / あかり / 光学赤外線天文学

研究成果の概要

本研究では、日本の赤外線天文衛星「あかり」の全天観測データを基に、微細な構造まで詳細に再現した太陽系内惑星間塵雲モデル・黄道光モデルを構築する手法の確立に取り組んだ。「あかり」の遠赤外線全天画像から微細構造である小惑星ダストバンド構造の抽出をおこない、これまで確証は得られていなかった形成途中の微細な小惑星ダストバンドの存在についても、高い精度でとらえることができた。また、黄道放射の中間赤外線分光観測スペクトル中のシリケイト・フィーチャ形状に関して、黄緯(観測領域)による違いを初めてとらえ、更にオールト雲彗星と木星族彗星起源で、ダスト特性に差があることを初めて明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

惑星間塵の空間分布を理解することは、その供給源と供給メカニズムを明らかにすることであり、今回の研究で、彗星・小惑星から定常的に惑星間塵が供給されているという現在の太陽系のダイナミックな進化が明らかになってきた。また、この惑星間塵の空間分布は、今後深宇宙を探査機が航行する際にも、探査機の仕様や軌道を決定するためのひとつの条件を与えるものになると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Unidentified infrared emission features in mid-infrared spectrum of comet 21P/Giacobini-Zinner (2020)
  • 著者名/発表者名: Ootsubo, T., Kawakita, H., Shinnaka, Y., Watanabe, J., & Honda, M.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 338 ページ: 113450-113450
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2019.113450
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mid-infrared spectroscopy of zodiacal emission with AKARI/IRC (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Aoi、Ootsubo Takafumi、Matsuhara Hideo、Sakon Itsuki、Usui Fumihiko、Chihara Hiroki
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 号: 6
  • DOI: 10.1093/pasj/psz095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Luminosity function of faint sporadic meteors measured with a wide-field CMOS mosaic camera Tomo-e PM (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa Ryou, Toshikazu Shigeyama (26/37) et al.
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 165 ページ: 281-292
  • DOI: 10.1016/j.pss.2018.09.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A kilometre-sized Kuiper belt object discovered by stellar occultation using amateur telescopes (2019)
  • 著者名/発表者名: Arimatsu K.、Tsumura K.、Usui F.、Shinnaka Y.、Ichikawa K.、Ootsubo T.、Kotani T.、Wada T.、Nagase K.、Watanabe J.
  • 雑誌名: Nature Astronomy 巻: 3 号: 4 ページ: 301-306
  • DOI: 10.1038/s41550-018-0685-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] AKARI/IRC near-infrared asteroid spectroscopic survey: AcuA-spec (2018)
  • 著者名/発表者名: Usui Fumihiko、Hasegawa Sunao、Ootsubo Takafumi、Onaka Takashi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 号: 1
  • DOI: 10.1093/pasj/psy125
  • NAID: 120006604633
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AKARI mid-infrared slit-less spectroscopic catalogue (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi Mitsuyoshi、Yamamura Issei、Mizuki Toshiyuki、Ootsubo Takafumi、Baba Shunsuke、Usui Fumihiko、Onaka Takashi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 号: 1
  • DOI: 10.1093/pasj/psy132
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mid-infrared Spectroscopic Observations of Comet 17P/Holmes Immediately After Its Great Outburst in 2007 October (2018)
  • 著者名/発表者名: Shinnaka Yoshiharu、Ootsubo Takafumi、Kawakita Hideyo、Yamaguchi Mitsuru、Honda Mitsuhiko、Watanabe Jun-ichi
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 156 号: 5 ページ: 242-242
  • DOI: 10.3847/1538-3881/aadfea
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SPICA mid-infrared instrument (SMI): conceptual design and feasibility studies (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, H., Ishihara, D., Oyabu, S., Fukagawa, M., Kokusho, T., Suzuki, T., Furuta, T., Tsuchikawa, T., Wada, T., Isobe, N., Kawada, M., Kwon, J., Matsuhara, H., Nagase, K., Nakagawa, T., Ootsubo, T., Yamagishi, M., Sakon, I., Tsumura, K., & Shibai, H.,
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 10698 ページ: 11-11
  • DOI: 10.1117/12.2313093
  • 国際共著
• [雑誌論文] A likely detection of a local interplanetary dust cloud passing near the Earth in the AKARI mid-infrared all-sky map (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishihara D.、Kondo T.、Kaneda H.、Suzuki T.、Nakamichi K.、Takaba S.、Kobayashi H.、Masuda S.、Ootsubo T.、Pyo J.、Onaka T.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 603 ページ: A82-A82
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201628954
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Faint warm debris disks around nearby bright stars explored by AKARI and IRSF (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishihara, Daisuke; Takeuchi, Nami; Kobayashi, Hiroshi; Nagayama, Takahiro; Kaneda, Hidehiro; Inutsuka, Shu-ichiro; Fujiwara, Hideaki; Onaka, Takashi
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 601 ページ: A72-A72
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201526215
  • NAID: 120006380356
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Size Dependence of Dust Distribution around the Earth Orbit (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda Takahiro、Kobayashi Hiroshi、Takeuchi Taku、Ishihara Daisuke、Kondo Toru、Kaneda Hidehiro
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 153 号: 5 ページ: 232-232
  • DOI: 10.3847/1538-3881/aa5ff3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SMALL-SCALE STRUCTURE OF THE ZODIACAL DUST CLOUD OBSERVED IN FAR-INFRARED WITH AKARI (2017)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Ootsubo, Yasuo Doi, Satoshi Takita, Shuji Matsuura, Mitsunobu Kawada, Takao Nakagawa, Ko Arimatsu, Masahiro Tanaka, Toru Kondo, Daisuke Ishihara, Fumihiko Usui, Makoto Hattori
  • 雑誌名: Publications of The Korean Astronomical Society 巻: 32(1) 号: 1 ページ: 63-65
  • DOI: 10.5303/pkas.2017.32.1.063
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 未同定赤外バンド放射から推定するジャコビニ・ツィナー彗星 (21P/Giacobini- Zinner) の原始太陽系円盤中での形成領域と温度環境 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大坪貴文, 河北秀世, 新中善晴, 本田充彦, 渡部潤一
  • 学会等名: 日本天文学会2020年春季年会
• [学会発表] Birth-place of comet 17P/Holmes from its mass fractions of minerals (2019)
  • 著者名/発表者名: 新中善晴, 大坪貴文, 河北秀世, 山口充, 本田充彦, 渡部潤一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 招待講演
• [学会発表] Cometary dust: A perspective from mid-infrared spectroscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Ootsubo
  • 学会等名: The 12th meeting on Cosmic Dust
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ジャコビニ・ツィナー彗星(21P/Giacobini-Zinner)の中間赤外線スペクトルに見られる未同定赤外バンド (2019)
  • 著者名/発表者名: 大坪貴文, 河北秀世, 新中善晴, 本田充彦, 渡部潤一
  • 学会等名: 日本天文学会2019年秋季年会
• [学会発表] Mid-infrared observations and mineralogy of comet dust grains with Subaru/COMICS (2019)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Ootsubo
  • 学会等名: Subaru Telescope 20th Anniversary
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 「あかり」中間赤外線分光観測による異なる母天体起源の惑星間塵の性質比較 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋葵, 松原英雄, 大坪貴文, 左近樹, 臼井文彦
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] Mid-infrared observations of cometary silicate dust (2018)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Ootsubo
  • 学会等名: DUSTY VISIONS 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Comets, asteroids and interplanetary dust as seen in near- to far-infrared with AKARI (2018)
  • 著者名/発表者名: Ootsubo, Takafumi; Ishihara, Daisuke; Hasegawa, Sunao; Pyo, Jeonghyun; Usui, Fumihiko; Kawakita, Hideyo; Mueller, Thomas; Ali-Lagoa, Victor; Takahashi, Aoi; Takaba, Sachi
  • 学会等名: 42nd COSPAR Scientific Assembly
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Estimating the formation region of the cometary nuclei based on the infrared observations of cometary dust (2018)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Ootsubo, Yoshiharu Shinnaka, Hideyo Kawakita, Mitsuhiko Honda, and Jun-ichi Watanabe
  • 学会等名: The 11th meeting on Cosmic Dust
  • 国際学会
• [学会発表] 天文観測と隕石分析で探る C 型小惑星の熱的進化過程 (2018)
  • 著者名/発表者名: 臼井 文彦, 長谷川 直, 大坪 貴文, 中村 智樹
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会
• [学会発表] 「あかり」遠赤外線全天画像がとらえた小惑星ダストバンドの形成過程 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大坪 貴文, 臼井 文彦, 土井 靖生, 他「あかり」チーム
  • 学会等名: 日本惑星科学会2018年秋季講演会
• [学会発表] 赤外線天文衛星「あかり」近赤外線分光観 測による小惑星の含水鉱物探査 (2018)
  • 著者名/発表者名: 臼井 文彦, 長谷川 直, 大坪 貴文
  • 学会等名: 日本惑星科学会2018年秋季講演会
• [学会発表] Infrared Observations of Zodiacal Dust: Cometary or Asteroidal Origin? (2018)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Ootsubo
  • 学会等名: PERC International Symposium on Dust & Parent Bodies (IDP2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 「あかり」中間赤外線全天サーベイデータを用いた黄道光ダストバンドの形成プロセスの研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高羽幸, 金田英宏, 石原大助, 深川美里, 安田晃子, 小林浩, 大坪貴文
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 「あかり」遠赤外線全天画像に見られる形成途中の小惑星ダストバンド (2017)
  • 著者名/発表者名: 大坪貴文, 瀧田怜, 川田光伸, 北村良実, 中川貴雄, 土井靖生, 松浦周二, 臼井文彦, 有松亘, 石原大助
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] Faint young asteroidal dust bands observed with AKARI (2017)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Ootsubo
  • 学会等名: The 10th meeting on Cosmic Dust
  • 国際学会
• [学会発表] Global and small-scale structure of the zodiacal dust cloud observed with AKARI (2017)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Ootsubo
  • 学会等名: The Cosmic Wheel and the Legacy of the AKARI archive
  • 国際学会 / 招待講演