ハイパー望遠鏡による太陽系外惑星の像再生に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25287032
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 馬場 直志 北海道大学, ー, 名誉教授 (70143261)
• 連携研究者: 田村 元秀 東京大学, 大学院理学研究科, 教授 (00260018) ; 村上 尚史 北海道大学, 大学院工学研究院, 助教 (80450188) ; 三浦 則明 北見工業大学, 工学部, 教授 (30209720)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2013年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 光学赤外線天文学 / 望遠鏡 / 系外惑星 / 像再生 / 天体干渉計

研究成果の概要

太陽系外惑星を解像するには、口径が数10㎞以上の望遠鏡が必要となる。しかし、このような超大型の望遠鏡を建造することは無理であり、数十台の中口径望遠鏡を広い範囲に配置するハイパー望遠鏡が提案されている。ハイパー望遠鏡は干渉計と異なり、各素子望遠鏡からのビームを拡大して像合成（瞳高密度化）を行う。
しかしながら、疎らな素子望遠鏡と瞳高密度化による合成像には何らかの像再生処理が必要となる。本研究から、ノイズが無視できるような場合にはクリーンアルゴリズムが像再生に有効であるが示された。一方、ノイズレベルが上がってくると、擬似ウィナーフィルターによる像再生処理の方が有効であった。

研究成果

• [国際共同研究] Caltech/Univ. Arizona/NASA Ames(米国)
• [雑誌論文] Deconvolution of partially compensated solar images from additional wavefront sensing (2016)
  • 著者名/発表者名: Noriaki Miura, Akira Oh-ishi, Susumu Kuwamura, Naoshi Baba, Satoru Ueno, Yoshikazu Nakatani, and Kiyoshi Ichimoto
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 55 号: 10 ページ: 2484-2488
  • DOI: 10.1364/ao.55.002484
  • NAID: 120006230249
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics System: enabling high-contrast imaging on solar-system scales (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Jovanovic,..., N. Murakami, F. Oshiyama, N. Baba,..., M. Tamura, et al
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Pacific 巻: 127 ページ: 890-910
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a new solar adaptive optics system at the Hida Observatory (2014)
  • 著者名/発表者名: Miura, N., Oh-ishi, A., Aoki, S., Mogaki, H., Kuwamura, S., Baba, N., Hanaoka, Y., Yamaguchi, M., Ueno, S., Nakatani, Y., and Ichimoto, K.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9148 ページ: 914831-914831
  • DOI: 10.1117/12.2055786
• [学会発表] Image restoration for a hypertelescope (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakai, N. Baba, N. Murakami, N. Miura, and M. Tamura
  • 学会等名: SPIE. Astronomical Telescopes + Instrumentation
  • 発表場所: Edinburgh International Conference Centre, Edinburgh, UK
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] ハイパー望遠鏡における撮像画像処理の計算機シミュレーションII (2016)
  • 著者名/発表者名: 中井悠人、馬場直志、村上尚史
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京（八王子市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 太陽系外惑星直接検出のための技術開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 馬場直志
  • 学会等名: 平成27年度光産業技術シンポジウム‐光加工・計測が創る新たな社会と産業イノベーション‐
  • 発表場所: リーガロイヤルホテル東京（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-02-03
  • 招待講演
• [学会発表] ハイパー望遠鏡－系外惑星の解像に向けて－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 馬場直志
  • 学会等名: 2015年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム「光赤外将来計画：報告書の最終取りまとめと長期戦略への布石」
  • 発表場所: 国立天文台（三鷹市）
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] Solar image improvement based on deconvolution using additional wavefront sensor (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Miura, A. Oh-ishi, S. Kuwamura, N. Baba, S. Ueno, Y. Nakatani, and K. Ichimoti
  • 学会等名: 2015 OSA Optics and Photonics Congress: Imaging and Applied Optics
  • 発表場所: Arlington, Virginia, USA
  • 年月日: 2015-06-07
  • 国際学会
• [学会発表] ハイパー望遠鏡における撮像画像処理の計算機シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 中井悠人、馬場直志、村上尚史
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学（豊中）
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] Towards direct imaging of exoplanets (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Baba, Y. Nakai, and N. Murakami
  • 学会等名: International Conference on Optics and Photonics (ICOP2015)
  • 発表場所: Calcutta Univ. (Kolkata, India)
  • 年月日: 2015-02-20 – 2015-02-22
  • 招待講演
• [学会発表] 太陽補償光学系の開発と補償効果のシミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦則明、大石歩、大石明、桑村 進、馬場直志、花岡庸一郎、北井礼三郎、上野悟、仲谷善一、一本潔
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学（山形）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 太陽多層共役補償光学系の開発と上空波面センサの評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大石歩、三浦則明、大石明、桑村 進、馬場直志、上野悟、仲谷善一、一本潔
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学（山形）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Development of a new solar adaptive optics system at the Hida Observatory (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Miura, A. Oh-ishi, S. Aoki, H. Magaki, S. Kuwamura, N. Baba, Y. Hanaoka, M. Yamaguchi, S. Ueno, Y. Nakatani, and K. Ichimoto
  • 学会等名: SPIE Conf. on Astronomical Telescopes and Instrumentation 2014
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] 上空波面センサの開発と太陽観測への適用 (2013)
  • 著者名/発表者名: ６） 大石歩、三浦則明、茂垣光、桑村 進、馬場直志、上野悟、仲谷善一、一本潔
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
• [学会発表] 波面センサ情報を用いる太陽ＡＯ観測像の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: ５） 青木章太郎、三浦則明、大石歩、茂垣光、桑村 進、馬場直志、上野悟、仲谷善一、一本潔
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
• [備考] 超高性能な望遠鏡を目指して
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/engineering/2014-10/feature1410-02.html