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分割主鏡望遠鏡での直接撮像による木星類似型太陽系外惑星の特性観測

研究課題

研究課題/領域番号 18H03719
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分16:天文学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

長田 哲也  京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (80208016)

研究分担者 松谷 晃宏  東京工業大学, オープンファシリティセンター, 主任技術専門員 (40397047)
入部 正継  大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (60469228)
山本 広大  京都大学, 理学研究科, 特定助教 (70738319)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
43,810千円 (直接経費: 33,700千円、間接経費: 10,110千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円)
2018年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワード赤外線天文学 / 太陽系外惑星探査 / 直接撮像観測 / 装置開発 / 極限補償光学 / FPGAによる多入出力で高速な制御 / 光学的波面形状の直接計測 / 太陽系外惑星 / 直接撮像 / コロナグラフ
研究成果の概要

夜空に輝く恒星を惑星が回っているという証拠は見つかってきているものの、実際にこういった「太陽系外惑星」を撮像するには、中心の恒星の非常に強い光に負けずに高いコントラストで暗い惑星をくっきりと浮かび上がらせる装置が必要である。
それに必要な技術として、センサと光の波面の制御装置からなる、大気のゆらぎを打ち消すための光学系を開発することが出来た。岡山のせいめい望遠鏡に搭載して試験をさらに繰り返す予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光を焦点面で回折させその干渉を用いて、大気のゆらぎを高速に精度よく測定し計算し、その結果を使って光学系の鏡を高速に精度よく歪めて補正し、非常にきれいな光の波面を得るということが出来た。この新しい方式は従来の大気のゆらぎの測定や補正よりも優れており、それを実証まで行えた。口径3.8 mのせいめい望遠鏡での観測および将来のもっと大きい望遠鏡での観測では直接撮像で生命の指標となるシグナルを得ることにつながるものである。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Laboratory demonstration of the birefrigent point-diffraction interferometer wavefront sensor2023

    • 著者名/発表者名
      Tsukui Ryo、Kino Masaru、Yamamoto Kodai、Sato Mina、Tohnishi Mie、Matsutani Akihiro、Kurita Mikio
    • 雑誌名

      Optics Continuum

      巻: 2 号: 2 ページ: 382-382

    • DOI

      10.1364/optcon.476318

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Point-diffraction interferometer wavefront sensor with birefringent crystal2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukui Ryo、Kino Masaru、Yamamoto Kodai、Kurita Mikio
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 59 号: 27 ページ: 8370-8370

    • DOI

      10.1364/ao.397735

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 補償光学装置の制御性能向上:大ストローク可変形鏡の自動調整機能2023

    • 著者名/発表者名
      大谷拓也,入部正継,山本広大
    • 学会等名
      2022年度計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 点回折干渉計方式による極限補償光学用波面センサの開発2023

    • 著者名/発表者名
      津久井遼, 木野勝, 山本広大, 佐藤美那, 遠西美重, 松谷晃宏, 栗田光樹夫
    • 学会等名
      2023年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 系外惑星高コントラスト直接撮像のためのスペックル領域消光法に基づく干渉差分撮像法の数値シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      西川淳,米田謙太,早野裕,入部正継,山本広大,津久井遼,村上尚史,淺野瑞基,村松大海,田中洋介,東谷千比呂,田村元秀,住貴宏,山田亨,Olivier Guyon,Julien Lozi,Vincent Deo,Sebastien Vievard,Kyohoon Ahn
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 系外惑星高コントラスト直接撮像のためのスペックル領域消光法に基づく干渉差分撮像法の光学実証実験2022

    • 著者名/発表者名
      米田謙太,西川淳,早野裕,入部正継,山本広大,津久井遼,村上尚史,淺野瑞基,村松大海,田中洋介,東谷千比呂,田村元秀,住貴宏,山田亨,Olivier Guyon,Julien Lozi,Vincent Deo,Sebastien Vievard,Kyohoon Ahn
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 補償光学装置の制御性能向上2022

    • 著者名/発表者名
      大谷拓也,入部正継,山本広大
    • 学会等名
      第23回計測自動制御学会SI部門講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 点回折干渉計方式を用いた補償光学用波面センサの開発 (V245b)2021

    • 著者名/発表者名
      津久井遼、木野勝、山本広大、栗田光樹夫(京都大学)、松谷晃宏(東京工業大学)
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 天体望遠鏡のための補償光学装置の開発(11207)2021

    • 著者名/発表者名
      大谷拓也(阪電通大),入部正継(阪電通大)
    • 学会等名
      関西学生会 2020 年度学生員卒業研究発 表講演会 / 日本機械学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 天体観測のための補償光学装置の性能改善(sf38-sp0026)2021

    • 著者名/発表者名
      大谷拓也(阪電通大),高橋陸(阪電通大),入部正継(阪電通大),山本広大(京都大),木野勝(京都大),栗田光樹夫(京都大)
    • 学会等名
      センシングフォーラム・ポスターセッション / 制御機械学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] せいめい望遠鏡での極限補償光学に向けた波面センサの開発2021

    • 著者名/発表者名
      津久井遼、木野勝、山本広大、栗田光樹夫(京都大学)、松谷晃宏(東京工業大学)
    • 学会等名
      赤外線学会第88回定例研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 点回折干渉計方式を用いた補償光学用波面センサの開発2020

    • 著者名/発表者名
      津久井遼,山本広大,木野勝,栗田光樹夫(京都大学)
    • 学会等名
      2020年天文学会春季年会 (筑波大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] せいめい望遠鏡搭載にむけた太陽系外惑星撮像装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      山本広大, 津久井遼, 木野勝, 栗田光樹夫, 長田哲也(京都大), 入部正継, 藤田勝(大阪電気通信大),小谷隆行(Astrobiology Center/国立天文台), 河原創(東京大), 村上尚史(北海道大), 田村元秀(東京大/Astrobiology Center/国立天文台)
    • 学会等名
      2019年天文学会秋季年会 (熊本大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] せいめい望遠鏡搭載に向けたコロナグラフSPLINEの開発状況2019

    • 著者名/発表者名
      村上尚史, 米田謙太(北海道大), 黒田真之佑(北海道大/スタンレー電気), 河合研弥(北海道大/パナソニック), 山本広大(京都大), 小谷隆行(Astrobiology Center/国立天文台), 河原創(東京大), 馬場直志(北海道大), 田村元秀(東京大/Astrobiology Center/国立天文台)
    • 学会等名
      2019年天文学会秋季年会 (熊本大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] せいめい望遠鏡にむけた極限補償光学の開発:制御アルゴリズム開発のためのシミュレータ2019

    • 著者名/発表者名
      藤田勝, 入部正継(大阪電気通信大学),山本広大,木野勝,栗田光樹夫(京都大学)
    • 学会等名
      2019年天文学会秋季年会 (熊本大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] せいめい望遠鏡にむけた極限補償光学装置の開発:FPGAによる制御装置の実現2019

    • 著者名/発表者名
      入部正継, 藤田勝 (大阪電気通信大学), 山本広大, 木野勝, 栗田光樹夫 (京都大学)
    • 学会等名
      2019年天文学会秋季年会 (熊本大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 極限補償光学装置の開発: FPGA を使用した制御装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      入部正継, 藤田勝, 山本広大, 木野勝, 栗田光樹夫
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 極限補償光学装置の開発: 実験とシミュレーションによる制御装置開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤田勝, 入部正継, 山本広大, 木野勝, 栗田光樹夫
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 極限補償光学装置の開発: 直接位相計測型波面センサの開発2018

    • 著者名/発表者名
      西岡秀樹, 木野勝, 山本広大
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 補償光学系に内包される制御系シミュレータの開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤田勝, 入部正継, 山本広大, 木野勝, 栗田光樹夫
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 制御系シミュレーションによる補償光学装置の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      藤田勝, 入部正継, 山本広大, 木野勝, 栗田光樹夫
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会SI部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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