宇宙赤外線背景放射のロケット観測でさぐる銀河ダークハロー浮遊星と宇宙再電離

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05744
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 松浦 周二 関西学院大学, 理工学部, 教授 (10321572)
• 研究分担者: 津村 耕司 東京都市大学, 情報工学部, 准教授 (60579960)
• 研究期間 (年度): 2015-05-29 – 2020-03-31
• キーワード: 宇宙物理 / 赤外線天文学 / ロケット実験

研究実績の概要

本研究は，銀河のダークハロー内の浮遊星や宇宙再電離期の電離源天体の光を近赤外線の宇宙背景放射として観測することを目的とする．この研究は，CIBER-2(Cosmic Infrared Background EpeRiment 2)と名付けたNASA観測ロケット実験により実施する．
我々がこれまでに衛星や観測ロケットを用いて行なった観測により，近赤外線の宇宙背景放射は当初から予期されていた系外銀河の積算光よりもはるかに明るいこと（超過成分の存在）がわかってきた．特に，2009-2013年に実施したロケット実験CIBERの成果（Matsuura et al., ApJ, 839, 7, 2017）では，宇宙背景放射の超過成分の原因が銀河系外に起源を持つ可能性が高いことを示した．
本研究課題の主題であるロケット実験CIBER-2では，宇宙背景放射の超過の原因を究明するため，観測波長の可視光への拡大やCIBERと比べて1桁の感度向上を可能とする観測装置を新たに開発した．CIBER-2観測装置の基幹部分である光学系や冷却系は本科研費により日本で開発した．2019年度はNASAロケット実験の取りまとめ機関をカリフォルニア工科大学からロチェスター工科大学に移し，日本から本研究に携わる多くの研究員や大学院生・大学生がアメリカへ赴き実験を進めた．現地で観測装置を組立て結像性能評価や感度較正の予備的試験などを日本チームが主導し実施したのち，NASAワロップス飛行施設にて打上げシーケンス試験や振動試験を実施した．振動試験でいくつかの不具合が生じたためその改修に時間を要したが，最終的にはこれらの試験をパスし，観測装置を打上げ基地（ホワイトサンズ実験場）へ持ち込んだ．この流れのまま2019年度内に打上げる予定であったが，新型コロナウィルス流行の影響により打上げを延期した状態のまま現在に至っている．

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Rochester Institute of Technology/California Institute of Technology/University of California, Irvine(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Rochester Institute of Technology/California Institute of Technology/University of California, Irvine
• [国際共同研究] KASI(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: KASI
• [国際共同研究] ASIAA(台湾)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: ASIAA
• [学会発表] 宇宙赤外線背景放射観測ロケット実験 CIBER-2:1st フライトに向けた光学試 験および較正試験 (2020)
  • 著者名/発表者名: 瀧本幸司, 松浦周二, 橋本遼, 瀧本幸司, 檀林健太, 山田康博, 鈴木紘子, 古谷正希, 木田有咲, 酒井将太, 達草太, 佐野圭, 高橋葵, 津村耕司, 松本敏雄, 和田武彦, James Bock, Michael Zemcov, Daehee Lee, Shiang-Yu Wang, and CIBER-2 collaboration
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
• [学会発表] 宇宙赤外線背景放射ロケット実験CIBER-2計画の現状 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松浦周二，佐野圭，橋本遼，瀧本幸司，山田康博，檀林健太，鈴木紘子，古谷正希，木田有咲，酒井将太，達草太，高橋葵，津村耕司，松本敏雄，和田武彦，Michael Zemcov，Bock James，CIBER-2 collaboration
  • 学会等名: 第20回 宇宙科学シンポジウム
• [学会発表] Pre-flight optical test and calibration for the Cosmic Infrared Background ExpeRiment 2 (CIBER-2) (2020)
  • 著者名/発表者名: K. Takimoto, S.-C. Bang, J.J. Bock, A. Cooray, K. Dambayashi, A. De Santiago, R.M. Feder, M. Furutani, R. Hashimoto, V. Hristov, A. Kida, T. Kojima, P. Korngut, K. Kruse, A. Lanz, D.-H. Lee, L. Liu, J. Loewenthal, P. Mason, T. Matsumoto, S. Matsuura (21st), K. Tsumura, (35th) (+18 authors)
  • 学会等名: Space Telescopes + Instrumentation 2020: Optical, Infrared, and Millimeter Wave
  • 国際学会
• [学会発表] 宇宙赤外線背景放射観測実験CIBER-2の光学性能評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木紘子, 松浦周二, 橋本遼, 瀧本幸司, 檀林健太, 山田康博, 古谷正希, 木田有咲, 酒井将太, 達草太, 佐野圭, 高橋葵, 津村耕司, 松本敏雄, 和田武彦, James Bock, Michael Zemcov, Daehee Lee, Shiang-Yu Wang, and CIBER-2 collaboration
  • 学会等名: 第2回観測ロケットシンポジウム
• [学会発表] 宇宙赤外線背景放射観測実験CIBER-2の光学系振動試験 (2019)
  • 著者名/発表者名: 古谷正希, 松浦周二, 橋本遼, 瀧本幸司, 檀林健太, 山田康博, 鈴木紘子, 木田有咲, 酒井将太, 達草太, 佐野圭, 高橋葵, 津村耕司, 松本敏雄, 和田武彦, James Bock, Michael Zemcov, Daehee Lee, Shiang-Yu Wang, and CIBER-2 collaboration
  • 学会等名: 第2回観測ロケットシンポジウム
• [学会発表] 宇宙赤外線背景放射観測実験CIBER-2の進捗状況 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐野圭, 松浦周二, 橋本遼, 瀧本幸司, 檀林健太, 山田康博, 鈴木紘子, 古谷正希, 木田有咲, 酒井将太, 達草太, 津村耕司, 高橋葵, 松本敏雄, 和田武彦, James Bock, Michael Zemcov, Daehee Lee, Shiang-Yu Wang, and CIBER-2 collaboration
  • 学会等名: 第2回観測ロケットシンポジウム
• [学会発表] 宇宙赤外線背景放射観測ロケット実験CIBER-2: プロジェクト進捗状況 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松浦周二, 橋本遼, 瀧本幸司, 檀林健太, 山田康博, 鈴木紘子, 古谷正希, 木田有咲, 酒井将太, 達草太, 佐野圭, 高橋葵, 津村耕司, 松本敏雄, 和田武彦, James Bock, Michael Zemcov, Daehee Lee, Shiang-Yu Wang, and CIBER-2 collaboration
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [図書] 宇宙物理学ハンドブック (2020)
  • 著者名/発表者名: 高原文郎・家正則・小玉英雄・高橋忠幸 編（第2章分筆 松浦周二）
  • 総ページ数: 912
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 978-4-254-13127-7
• [備考] 関西学院大学 理工学部 松浦研究室
  • URL: https://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~matsuura/