3次元分光で探る星形成活動研究のための近赤外波長可変狭帯域フィルターの開発

• 研究課題/領域番号: 18H01249
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分16010:天文学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 英則 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80361567)
• 研究分担者: 美濃和 陽典 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (60450194) ; 児玉 忠恭 東北大学, 理学研究科, 教授 (80343101)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: チューナブルフィルター / 近赤外線 / 3次元分光 / 星形成活動 / 大質量星クラスター / ３次元分光

研究成果の概要

本研究の課題である銀河系内外の大規模星形成領域の物理状態の解明のために近赤外線波長走査型フィルターの開発を進めた。1. 近赤外線波長全域でフラットな反射特性を低温で実現する多層膜素子(ファブリ・ペローエタロン)の設計と製作、2. 2枚のエタロンの平行度を保持しつつ、微小距離の走査するための圧電素子(ピエゾ素子)の選定と入手、3. 光学素子のギャップ間の測定、光学素子間隔調整フィードバックための静電容量センサーの選定と入手、4. これらを組みあわせた試作モデルの製作、5. 測距と駆動をクローズドループで制御し、常にエタロンの間隔・平行性を維持しながら波長走査を行う制御系の設計も進められた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大規模星形成領域の物理状態を銀外系内の星団レベルから近傍・遠方銀河までの広い空間ダイナミックレンジを、近赤外線波長全域に渡って連続的に高空間分解能の観測を行い、星形成活動の物理過程を調査、大質量星や銀河の進化を解明するための本研究では、様々な天文学の研究分野から強い要請がありながら、世界的に見てもこれまで実用例がない赤外線観測用波長走査型フィルターを開発、その実用可能性の一歩を踏み出したと言える。さらに、チューナブルフィルターの基礎技術開発およびその実証、パイロット的なサイエンスプロジェクトの推進としての位置付けにおいても大きな意義があり、我が国のモノ作りと天文学の発展に欠かせない。