遠赤外線干渉計を用いた高解像撮像による星形成現象の詳細研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15002006
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 芝井 広 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70154234)
• 研究分担者: 平尾 孝憲 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00293689) ; 佐藤 紳司 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60192598) ; 川田 光伸 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 講師 (50280558) ; 金田 英宏 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 助手 (30301724) ; 土井 靖生 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (70292844)
• キーワード: 赤外線 / 星間塵 / 遠赤外線 / 気球望遠鏡 / 宇宙干渉計 / 星生成 / 赤外線銀河 / 遠赤外線センサー

研究概要

本研究の主目的は、星生成領域、原始惑星系円盤、銀河核スターバーストなど、星間塵熱放射がきわめて重要な役割を果たしている天体について、秒角スケールの角分解能の撮像を行い、各天体において星間塵温度分布を初めて明らかにすることで、恒星誕生直前の原始星の温度構造、原始惑星系円盤の温度構造、および銀河核スターバーストの温度構造を明らかにすることである。その結果、いずれの天体についても、現在、理論的シミュレーションの結果を間接的な方法で検証するしかない星間塵雲の輯射輸送+密度構造を、直接的観測で明らかにすることができる。このためには、熱放射のピークが来る遠赤外帯において高解像撮像をする以外に、直接的に答えを得る方法が無く、遠赤外帯において初めて基線長20mの干渉計を開発し観測に用いる。
本年度は以下の各項目を行った。
A.遠赤外線干渉計光学系の設計、一部の基礎実験を行った。
B.気球搭載望遠鏡システムの設計、一部製作気球望遠鏡構造システム製作を行った。
C.センサー信号読み出しのための極低温電子回路を設計、試作を行った。
D.遠赤外センサー(非圧縮型Ge:Gaアレイ3×20素子、及び圧縮型Ge:Gaアレイ5×20素子)の設計、一部試作試験を行った。
E.センサー冷却システムの予備設計。
また、気球フライト実験のための予備的観測フライト、新たなフライト候補の予備調査を行った。

研究成果

• [文献書誌] S.Arimura, H.Shibai, et al.: "Wide-Area Mapping of 155 Micron Continuum Emission from the Orion Molecular Cloud Complex"Pub.Astron.Soc.Jp.. 56. 51-60 (2004)
• [文献書誌] H.Nagata, H.Shibai, et al.: "Cryogenic Capacitive Transimpedance Amplifier for Astronomical Infrared Detectors"IEEE Transactions on Electron Devices. 51(2). 270-278 (2004)
• [文献書誌] M.Fujiwara, H.Shibai, et al.: "Development of a Gallium-Doped Germanium Far-Infrared Photoconductor Direct Hybrid Two-Dimensional Array"Applied Optics. 42. 2166-2173 (2003)
• [文献書誌] H.Shibai: "ASTRO-F Mission"Adv.Sp.Res.. (in press). (2004)
• [文献書誌] Y.Okada, T.Onaka, H.Shibai, Y.Doi: "Mid- to Far-Infrared Spectroscopy of Sharpless 171"Astron.Astrophys.. 412. 199-212 (2003)
• [文献書誌] B.Mookerjea, S.K.Ghosh, H.Kaneda, H.Shibai et al.: "Mapping of large scale 158 μm [CII] line emission : Orion A"Astron.&Astrophys.. 404. 569-578 (2003)