| 研究課題/領域番号 |
16H06287
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
住 貴宏 大阪大学, 理学研究科, 教授 (30432214)
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| 研究分担者 |
松尾 太郎 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (00548464)
村木 綏 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 名誉教授 (70013430)
芝井 広 大阪大学, その他部局等, 名誉教授 (70154234)
阿部 文雄 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 客員准教授 (80184224)
松永 典之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80580208)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-26 – 2021-03-31
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| キーワード | 系外惑星 / マイクロレンズ |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、南アフリカ共和国に1.8m広視野望遠鏡を建設し、世界最大級の近赤外線カメラを搭載して、世界で初めて近赤外線での重力マイクロレンズ系外惑星探 査を行う(PRime-focus Infrared Microlensing Experiment:PRIME)。背景天体の前を他の星(レンズ天体)が通過すると、その重力がレンズの様な働きをして背景天体からの光を一時的に増光し、マイクロレンズイベントとして観測される。この時レンズ天体の周りに惑星があると、その重力によりさらにレンズを受け検出される。これまで、我々MOAグループは可視光で観測してきたが、近赤外線では可視光に比べて以下の利点がある。星間減光が強い銀河系中心近くを観測可能。星数密度が高く惑星発見数が増加。星数密度が高い領域での惑星頻度を世界で初めて見積もり、環境による違いを検証可能。これらにより惑星形成、進化の過程を解明する。
本年度は、南アフリカ天文台(SAAO)と協力して、望遠鏡を格納する建物をサザーランド観測所で完成させた。共同研究をしているアストロバイオロジーセンター(ABC)が開発中の分光器を格納する装置部屋も完成した。本年度は、2020年度に南アフリカに送った1.8m望遠鏡をサザーランド観測所にインストールする予定だったが、渡航直前に南アフリカでCOVID-19オミクロン株が蔓延し始めた影響で再延期せざるをえなくなった。
メリーランド大学、NASAと共同で、4kx4kピクセルの大型赤外線検出器を４枚使用した広視野カメラを開発した。NASA/GSFCで各パーツを製作後、各種試験を行い無事完成した。
また、ニュージーランドのMOA-II望遠鏡による観測は継続し、今後PRIMEの成果と比較できるように系外惑星サンプルを増す計画である。2020年度は、観測が順調に進み、新たに7個の系外惑星発見に貢献した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
南アフリカ、サザーランド観測所において、望遠鏡を格納する建物の建設は、COVID-19の影響により遅れていたが、本年度、南アフリカ天文台(SAAO)と協力して、完成させた。電力の不安定な現地で、ほぼ全ての必要電力をバックアップするUPSを導入し、また、望遠鏡周辺の温度を一定に保つための空調を整備して、安定した観測を可能にした。共同研究をしているアストロバイオロジーセンター(ABC)が開発中の分光器を格納する装置部屋も完成した。2021年度は、2020年度に南アフリカに送った1.8m望遠鏡をサザーランド観測所にインストールする予定だったが、渡航直前に南アフリカでCOVID-19オミクロン株が蔓延し始めた影響で再延期せざるをえなくなり、当初予定の観測はまだできていない。
メリーランド大学、NASAと共同で、4kx4kピクセル大型赤外線検出器H4RG-10を４枚使用した広視野カメラを開発した。H4RG-10検出器、および読み出し回路は、NASA Roman宇宙望遠鏡計画から貸与された。NASA/GSFCで、カメラ筐体および各パーツを製作後、フィルターホイールの駆動試験、真空試験、冷凍機を用いた冷却試験、検出器の読み出し試験を行い、無事完成した。
また、ニュージーランドのMOA-II望遠鏡による観測は継続し、今後PRIMEの成果と比較できるように系外惑星サンプルを増す計画である。2021年度は、観測は順調に進み、新たに9個の系外惑星発見に貢献した。
COVID-19の影響で、望遠鏡の現地据付が遅れて当初予定の観測はできていないが、2022年度に据付を完了し、当初計画の観測を行う予定である。NASAのRoman衛星計画では2026年に打ち上げ、宇宙からのマイクロレンズ惑星探査を行う予定であるが、本計画は日本の貢献の一つで、Romanの準備観測および並行観測も行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
COVID-19の影響で、望遠鏡の現地据付が遅れて当初予定の観測はできていないが、2022年度にザーランド天文台での据付を完了する予定である。その後、カメラ製作を担当したAlexaner Kutyrev氏(NASA/GSFS、メリーラン ド大、米国)らと協力して、赤外線カメラを望遠鏡にインストールする。そして、望遠鏡を制御するシステム(PC及びソフトフェア)を現地で構築し、定常観測ができる様にして、当初計画の観測を行う予定である。データ保存および即時解析を行う計算機を用意して、Difference Image analysis (DIA)を用いたリアルタイムデータ解析パイプラインの移植も進める。はじめは、日本から観測員をおくる予定だが、徐々にリモート観測を行う環境を整備していく。
MOA-II望遠鏡による高銀緯バルジの観測はこれまで通り続ける。バルジが観測可能な3月から11月に22領域( 50平方度)を観測する 。従来は、日本のメンバーが現地に行き観測してきたが、 現在はニュージーランド現地観測員のみで、本研究の主要メンバーとは独立に、 ニュージーランドメンバーと運営できる体制に移行しており、我々は新近赤外望遠鏡建設および観測に集中できる。ただ、望遠鏡およびカメラのメンテナンスや、学生が観測経験を積むために、日本人スタッフ、大学院生を時々に派遣する。
PRIMEおよびMOAの観測データは、共同研究者のD.Bennett 氏(NASA/GSFS、米国)やIan Bond氏(マッシー大学、NZ)が中心となり大学院生と共にデータ解析をして成果を論文にまとめ、PRIMEとMOAの成果と比較する。NASAのRoman衛星計画は2026年に打ち上げ、宇宙からのマイクロレンズ惑星探査を行う予定であるが、本計画はRomanへの日本の貢献の一つで、Romanの準備観測および並行観測も行う。
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