| 研究課題/領域番号 |
20H00181
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分16:天文学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立天文台 |
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研究代表者 |
宮崎 聡 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (20290885)
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| 研究分担者 |
藤田 裕 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (10332165)
鎌田 有紀子 国立天文台, 先端技術センター, 技師 (10413973)
小宮山 裕 法政大学, 理工学部, 教授 (20370108)
大栗 真宗 千葉大学, 先進科学センター, 教授 (60598572)
川野元 聡 国立天文台, ハワイ観測所, 特任研究員 (90727398)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2020年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
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| キーワード | 天文学 / 光検出器 / CMOS / 天文観測機器 / ダークマター / 半導体検出器 / パルサー / 可視光センサー / 天体観測 / 高速CMOS / 広視野探査 / 時間変動天体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
広視野撮像探査観測は、その統計精度と幅広い応用性により、現代天文学と宇宙論において、中心的な役割を果たしている。すばる望遠鏡用に開発されたHyper Suprime-Cam (HSC)により、日本がこの分野を主導してきている。さらに国際競争力を高めるため、我々は、高速に読み出し可能なCMOSセンサー開発し、これまでのCCDでは不可能であった、短時間変動する天体探査を行い、天体観測の新しいフロンティアを開拓することを目標としている。
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| 研究成果の概要 |
従来のCCDに比べてCMOSは、電荷転送が不要なため、高速読み出しが可能であることが特徴である。一方、天体観測用には長波長側の感度が十分でない、受光面積が狭い、雑音が高いなどの問題があった。我々は本科学研究費の助成を受け、浜松ホトニクスと共同で、この問題点の解決に取り組んだ。その結果、総画素数2560 x 10,000 (7.5ミクロン角画素)で、最大量子効率が90 %に迫る素子の開発に成功した。また、これをカメラとして組み上げ、口径1.5 m望遠鏡に設置し観測を行い、CMOS素子の性能確認を行った。ラッキーイメージング等新しい観測手法の試験を行い、期待どおり像改善がみられることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来天体観測用検出器としては、CCDが用いられてきた。大望遠鏡の場合、全ての光学系が大型化するため、光検出器も大型化せざるを得ない。CCDは、その読み出し時に画素上を電荷を転送して順次読み出す方式のため、大型素子では読み出し時間が長くなるという欠点があった。実際、すばる望遠鏡等で用いられている素子はその読み出しに15秒ほどかかる。新たに開発に成功した大型CMOSは1/10秒で読み出しが完了し、画期的である。これまでは検出できなかった、光の放出量が高速で変動する天体の検出ができるようになる。また、読み出し時間の短縮は、とりわけ短時間露出を繰り返すような観測の場合、劇的に観測効率を向上できる。
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