スペース赤外線観測で探る惑星系の進化:円盤から惑星へ

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15204013
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 中川 貴雄 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 赤外・サブミリ波天文学研究系, 教授 (20202210)
• 研究分担者: 松原 英雄 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 赤外・サブミリ波天文学研究系, 助教授 (30219464) ; 片坐 宏一 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 赤外・サブミリ波天文学研究系, 助教授 (70242097) ; 村上 浩 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 赤外・サブミリ波天文学研究系, 教授 (40135299) ; 和田 武彦 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 赤外・サブミリ波天文学研究系, 助手 (50312202) ; 山村 一誠 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 赤外・サブミリ波天文学研究系, 助手 (40322630)
• キーワード: 系外惑星 / 星周円盤 / 赤外線観測 / 赤外線天文衛星 / ASTRO-F / コロナグラフ

研究概要

赤外線衛星IRASにより、遠赤外線の超過として10数個の主系列星の周りに星周円盤が発見されて以来、その生成・進化について、多くの議論が重ねられてきた。星周円盤の進化は、惑星系生成の過程と密接に関連し、太陽系の起源を探る上で重要な情報をもたらすものである。
しかしながら、IRASの観測ではサンプル数が限られていた。このため、現状ではサンプル数がまったく不足しており、星周円盤の進化について観測的に制限を与えることが困難である。
本研究では、宇宙科学研究本部が打ち上げ予定の赤外線衛星ASTRO-Fにより星周円盤の観測を行なう。ASTRO-Fでは、従来よりもはるかに優れた感度で全天サーベイ観測を行なうため、「星周円盤のサンプル数を従来よりも画期的に増やす」(200個以上)ことができる。このため、この多くの星周円盤サンプルを活用して、「統計的」に星周円盤の進化過程を解明することができると期待される。
ただし、ASTRO-Fの観測時間は限られるため、効率的な観測を行ない、かつ迅速な解析を行なうには、「事前の十分な準備」が重要である。そこで、平成15年度には、以下の点に重点をおいて研究を行なった。
1.観測計画の十分な検討
2.観測装置の飛翔時の絶対較正手法の確立
3.観測結果の迅速な解析を可能にする環境およびソフトの整備
また、平成15年度には、将来の系外惑星の直接検出を目指して、系外惑星の検出に最適化した中間赤外線コロナグラフの基礎技術開発にも取り組んだ。さらに、次年度以降の試験で用いる評価システムを立ち上げると同時に、様々なコロナグラフの方式の比較検討、予備的な評価を行った。

研究成果

• [文献書誌] 中川貴雄, SPICAワーキンググループ: "木星型系外惑星の直接検出を目指して〜次期赤外線天文衛星計画SPICA〜"天文月報. vol.96,No.4. 195-200 (2003)
• [文献書誌] H.Nagata, H.Shibai, et al.: "Cryogenic Capacitive Transimpedance Amplifier for Astronomical Infrared Detectors"IEEE Transactions on Electron Devices. vol.51,No.2. 270-278 (2004)
• [文献書誌] Mikio Fujiwara, Takanori, Hirao, et al.: "Development of a Gallium-Doped Germanium Far-Infrared Photoconductor Direct Hybrid Two-Dimensional Array"Applied Optics. vol.42,No.12. 2166-2173 (2004)
• [文献書誌] M.Tamura, H.Shibai, H.Murakami: "Toward direct detection of Earth-like planets : looking for other earths"The Astronomical Herald. vol.96. 201-205 (2003)
• [文献書誌] 中川貴雄, 村上浩: "赤外線天文衛星ASTRO-F"日本物理学会誌. vol.59,No.1. 3-8 (2004)