星周円盤ダスト分布から探る惑星形成:原始惑星系円盤・デブリ円盤の赤外線面分光

• 研究課題/領域番号: 21684005
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 岡本 美子 茨城大学, 理学部, 准教授 (10343469)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円); 2011年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円); 2009年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 惑星系形成 / 星周円盤 / ダスト / イメージスライサ / 分光 / 観測装置開発 / 赤外線天文学

研究概要

惑星系形成に関わる星周円盤ダストの空間分布観測を明らかにするため、新しい中間赤外線面分光装置MIRSISの開発と星周円盤観測を進めた。本年度の成果は以下の通り。
(1)中間赤外線イメージスライサ型面分光器MIRSISの開発:星周円盤のダストを空間情報を保持しつつ一気に分光するイメージスライサタイプの分光器MIRSISの開発を進めた。光学系全体の組立調整の手法の開発と誤差評価を行い、調整を進めた。検出器とその読み出しシステムの評価を進め、劣化した古い検出器を更新することで性能向上を目指すこととし、赤外線検出器を入手して古い検出器からの置き換えと試験を進めた。望遠鏡に搭載しての試験観測に向けて、搭載予定望遠鏡(広島大学かなた望遠鏡およびハワイNASA IRTF望遠鏡)のインターフェース情報を集め、装置側インターフェース製作を進めた。
(2)すばる望遺鏡等を用いた星周円盤観測:すばる中間赤外線装置COMICSと近赤外線コロナグラフ装置HiCIAOを用いて、星周円盤観測を進めた。中質量星AB Aurの星周円盤でかつてない高解像度での内側領域の観測に成功し、内側100AU程度に密度低下領域があること、外側にもクランピーな構造が複数見られること、など惑星形成に伴うと見られる様々な構造が発達していることを見出した。
(3)次世代30m地上望遠鏡TMT用中間赤外線面分光装置の検討:すばるなどより空間分解能が4倍向上するTMTでの中間赤外線観測に向けて、TMT用の中間赤外線観測装置の検討を、国内およびハワイ大学・フロリダ大学等の関連研究者と進め、サイエンス検討、光学系の概念設計やフィージビリティ検討を行い、装置提案書の第1版としてまとめた。またこれらの成果について、国際会議や国内外の研究会等で報告した。

研究成果

• [雑誌論文] Direct Imaging of Fine Structures in Giant Planet-forming Regions of the Protoplanetary Disk Around AB Aurigae (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashimo, J, ほか52名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 729
  • 査読あり
• [雑誌論文] The science drivers for a mid-infrared instrument for the TMT (2010)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, Y.K., Packha, C., Tokunaga, A.T., ほか21名
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 7735
• [雑誌論文] Design concepts for a mid-infrared instrument for the Thirty-Meter Telescope (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, A.T., Packham, C., Okamoto, Y.K., ほか10名
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 7735
• [雑誌論文] Pre-transitional Disk Nature of the AB Aur Disk- (2010)
  • 著者名/発表者名: Honda, M., Inoue, A.K., Okamoto, Y.K., ほか12名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 718
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studies of expolanets and solar systems with SPICA (2010)
  • 著者名/発表者名: Takami, M, Tamura, M, Enya, K, Ootsubo, T, Fukagawa, M, Honda, M, Okamoto, Y, ほか9名
  • 雑誌名: Advances in Space Research 巻: 45 ページ: 1000-1006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct detection of a flared disk around a young massive star HD200775 and its 10 to 1000AU scale properties (2009)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, Yoshiko K., Kataza, Hirokazu, Honda, M., Fujiwara, H., Momose, M., Ohashi, N., Fujiyoshi, T., Sakon, I., Sako, S., Yamashita, T., Miyata, T., Onaka, T
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 706 ページ: 665-675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffuse 18micron Emission around TYC 3159-6-1 Discovered by the AKARI MIR AII-Sky Survey (2009)
  • 著者名/発表者名: Takita, S., Kitamura, Y., Kataza H., Ishihara, D., Ueno, M., Fujiwara, H., Ikeda, N., Kawamura A., Murakami, H., Okamoto, Y., K., Onaka, T., Oyabu, S., Sakon, I., Takahashi, H.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 61 ページ: 291-299
  • 査読あり
• [雑誌論文] The space infrared telescope for cosmology and astrophysics : SPICA A joint mission between JAXA and ESA (2009)
  • 著者名/発表者名: Swinyard, B, 他177名の共著、アルファベット順
  • 雑誌名: Experimental Astronomy 23 ページ: 193-219
  • 査読あり
• [学会発表] MICHI : A MIR Instrument Concept for the TMT (2011)
  • 著者名/発表者名: Packham, C., Okamoto, Y.K., Tokunaga, A.T., ほか27名
  • 学会等名: American Astronomical Society
  • 発表場所: 米国シアトル
• [学会発表] SEEDS Polarimetric Imagery of the AB Aur Protoplanetary Disk (2011)
  • 著者名/発表者名: Wisniewski, J.P., Fukagawa, M., Grady, C., Hashimoto, J., Hodapp, K., Kudo, T., Munetake, M., Okamoto, Y., Tamura, M., SEEDS Team
  • 学会等名: American Astronomical Society
  • 発表場所: 米国シアトル
• [学会発表] TMT中間赤外線装置観測検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本美子、尾中敬、山下卓也, C.Packham, A.Tokunaga, 片坐宏一, 本田充彦, 宮田隆志、左近樹、藤原英明, M.Richter, M.Chun, Japanese TMT/MIR science working group
  • 学会等名: 2010年日本天文学会春季年会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] Fine Structures of Giant Planet Forming Regions around a Young Star of AB AUr (2010)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, J., ほか20名およびHiciao/Ao188/Seeds Members
  • 学会等名: Spirit of Lyot 2010 : Direct Detection of Exoplanets and Circumstellar Disks
  • 発表場所: フランス・パリ
• [学会発表] 中間赤外線イメージスライサ搭載型分光器MIRSISにおけるスライサ光学系システムの評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨田皓一、岡本美子、黒田和典、片坐宏一、岡田則夫、三ツ井健司、山下卓也、尾中敬
  • 学会等名: 2010年日本天文学会春季年会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] The mid-infrared instrument on the Thirty Meter Telescope(TMT). I. (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本美子, C.Packham, A.Tokunaga, 片坐宏一, 本田充彦, 山下卓也, 尾中敬、宮田隆志、左近樹、藤原英明, M.Richter, M.Chun, Japanese TMT/MIR science working group
  • 学会等名: 2009年日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 30$\mu$m帯長波長中間赤外線検出器Si:Sb128×128arrayの極低温下における性能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 土佐政宗, 片ざ宏一、酒向重行、岡本美子
  • 学会等名: 2009年日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2009-09-15