中間赤外線高精度モニタ観測の実証とジャイアントインパクト現象の検出

• 研究課題/領域番号: 18J13041
• 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: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 内山 允史 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2018-04-25 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: Field Stacker / 光学装置 / 二視野同時観測 / 高精度モニタリング / 地上中間赤外線観測 / MIMIZUKU / TAO Project

研究実績の概要

本研究の目的は、我々の研究室で開発した中間赤外線観測装置MIMIZUKUの初観測を成功させ、中間赤外線高精度モニタ観測の実証を行うことである。MIMIZUKUは昨年度2017年9月にハワイ・ヒロへ輸送され、私は10月に一か月間、3月に二週間現地に滞在し、組み立て作業を行った。この際、輸出によるダメージ確認を行い、結像性能が輸出前と同じレベルで保たれていることとすべての機械系が問題なく作動することを確認した。
2018年度はMIMIZUKUの光学系、機械系、制御プログラムの最終調整作業を行い、すばる望遠鏡に搭載してファーストライトを行うことを目的としていた。私は2018年5月上旬から7月上旬にかけて二か月間ヒロに滞在し、まず山麓施設でMIMIZUKUと望遠鏡シミュレータ(装置が取り付けられる部分だけを再現している仮想望遠鏡)の接続試験を行い各部のパラメータの微調整を行った。その後、MIMIZUKUをマウナケア山頂へ移動させ、すばる望遠鏡に取りつけて接続テストを行い、各機能が問題なく動作することを確かめた。
MIMIZUKUは現地時間の2018年7月4日にファーストライトを迎えた。搭載された新機構である二視野合成装置Field Stackerは問題なく稼働し、我々は世界で初めて中間赤外線波長域における二視野同時観測に成功した。得られたデータは私が新規に開発したプログラムを使用して解析を行った。従来の解析に比べてフラット処理を最適化することで、より高精度な測光結果を得ることができた。最終的に達成された測光精度は1.4%であり、これは従来の約10倍高精度である。以上の結果から、中間赤外線観測高精度モニタ観測の実証を行うことができた。この結果は博士論文にまとめており、現在は投稿論文として発表するために執筆を進めている。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Photometric error in mid-infrared observations at the TAO site caused by short-term variation of atmospheric water vapor (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahito S. Uchiyama, Takashi Miyata, Ryou Ohsawa, Takafumi Kamizuka, Shigeyuki Sako, Jumpei Yamaguchi, Tomohiro Mori, and Yutaka Yoshida
  • 雑誌名: Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VII 巻: 10702,107022B ページ: 1-9
  • DOI: 10.1117/12.2311778
• [雑誌論文] Laboratory performance evaluation of the mid-infrared camera and spectrograph MIMIZUKU for the TAO 6.5-m telescope (2018)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Kamizuka, Masahito S. Uchiyama, Jumpei Yamaguchi, Tomohiro Mori, Ryou Ohsawa, Yutaka Yoshida, Shigeyuki Sako, Takashi Miyata, Kentaro Asano, Mizuho Uchiyama, Itsuki Sakon, Takashi Onaka, Hirokazu Kataza, Tsutomu Aoki, Mamoru Doi, et al.
  • 雑誌名: Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VII 巻: 10702,107022H ページ: 1-10
  • DOI: 10.1117/12.2312443
• [雑誌論文] Performance of the reflective optics of MIMIZUKU at cryogenic temperature (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Mori, Takashi Miyata, Takafumi Kamizuka, Ryou Ohsawa, Shigeyuki Sako, Masahito S. Uchiyama, Jumpei Yamaguchi, and Yutaka Yoshida
  • 雑誌名: Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VII 巻: 10702,107022N ページ: 1-7
  • DOI: 10.1117/12.2312772
• [雑誌論文] "Slow-scanning" in ground-based mid-infrared observations (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryou Ohsawa, Shigeyuki Sako, Takashi Miyata, Takafumi Kamizuka, Kazushi Okada, Kiyoshi Mori, Masahito S. Uchiyama, Junpei Yamaguchi, Takuya Fujiyoshi, Mikio Morii, Shiro Ikeda
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 857 号: 1 ページ: 37-37
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aab6ae
  • 査読あり
• [学会発表] TAO 6.5 m 望遠鏡用中間赤外線観測装置MIMIZUKU の開発進捗: 二視野合成機構Field Stacker の試験と水蒸気量の短期変動による影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 内山允史
  • 学会等名: 日本天文学会 2018秋季年会
• [学会発表] Photometric error in mid-infrared observations at the TAO site caused by short-term variation of atmospheric water vapor (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahito S. Uchiyama
  • 学会等名: SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2018
  • 国際学会