2018 年度研究成果報告書

惑星超高層大気リモートセンシングへの応用を目指した無電極吸収・発光セル法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	16K13887
研究種目	挑戦的萌芽研究
配分区分	基金
研究分野	超高層物理学
研究機関	立教大学
研究代表者	田口真立教大学, 理学部, 教授 (70236404)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	惑星コロナ / 散逸大気 / ハビタブルゾーン
研究成果の概要	太陽系内の惑星や彗星の水散逸過程や水素重水素比を測定するために新しい吸収セル法を開発した。試作した吸収セルの最高性能を引き出すため、超高分解能分光器を用いた実験によりフィラメント形状、フィラメント電力、光路長、封入ガス密度を最適化した。吸収量の性能だけではなく吸収の安定性を考慮したフィラメント設計が重要であることがわかった。開発された水素吸収セルを搭載する衛星や惑星探査ミッションの検討が進められている。
自由記述の分野	惑星大気物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	生命の誕生に液体の水の存在は不可欠であると考えられている。惑星や太陽系内小天体から散逸する水素原子の計測はそれらの天体に液体の水が現在どれだけ存在するか、あるいは過去にどれだけ存在したかを知る手がかりとなる。散逸する水素原子が散乱する太陽紫外線強度から水素原子密度と温度を推定することができる。しかしそのためには、高い波長分解能の分光器が必要である。本研究で開発された水素吸収セル法は小型軽量で高性能分光器に匹敵する波長分解能を実現できるため、それらの天体を対象とする宇宙ミッションに重要な観測手段を提供する。