すばる望遠鏡トモグラフィー補償光学で明かす銀河骨格の確立過程

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06129
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 秋山 正幸 東北大学, 理学研究科, 教授 (50425401)
• 研究分担者: 岩田 生 国立天文台, TMTプロジェクト, 准教授 (40399275) [辞退] ; 小山 佑世 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (40724662) ; 高遠 徳尚 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (50261152) [辞退] ; 有本 信雄 国立天文台, ハワイ観測所, 名誉教授 (60242096) ; 美濃和 陽典 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (60450194)
• 研究期間 (年度): 2017-05-31 – 2022-03-31
• キーワード: 補償光学 / トモグラフィー / 銀河構造進化

研究実績の概要

地上からの宇宙観測の大きな障害となる大気揺らぎの影響を補正する補償光学は、現在の天文学の基盤技術となっている。複数のレーザーガイド星を生成し複数の波面センサーで測定することで大気揺らぎ3次元構造のトモグラフィー推定を行うトモグラフィー補償光学は、レーザーガイド星補償光学の性能を制約する円錐効果を低減し、高解像度の観測を実現する次世代の補償光学である。本年度の研究では、トモグラフィー波面測定ユニットで得られる複数のシャックハルトマン波面センサーから得られるデータの解析を行うソフトウェアの開発を行った。さらに、すばる望遠鏡の光学系と大気揺らぎの効果を模擬する実験室の光学系を立ち上げ、そこから出射される光をトモグラフィー波面測定ユニットに導入し、トモグラフィー波面測定の精度の検証を行った。４個のレーザーガイド星に相当する光源からの光を用いたトモグラフィー波面測定により、その中心に位置するターゲット星を模擬する光源からの光の波面を推定することに成功し、トモグラフィー波面測定が有効であることを実証した。すでに科学運用を始めている高輝度レーザーガイド星光源と組み合わせることで、すばる望遠鏡でトモグラフィー補償光学を用いた宇宙観測を行うことが可能となった。
トモグラフィー補償光学と組み合わせて行う観測手法として、高解像度面分光観測を想定している。高解像度面分光データを用いて遠方銀河の内部構造を解析するコードの開発を完了し、レーザートモグラフィー補償光学と面分光観測を組み合わせた観測により銀河構造の進化過程を解明する手法が整った。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3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] オーストラリア国立大学(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: オーストラリア国立大学
• [雑誌論文] ULTIMATE-START: current status of the Subaru Tomography Adaptive optics Research experimenT (2022)
  • 著者名/発表者名: Terao Koki、Akiyama Masayuki、Minowa Yosuke、Ono Yoshito、Ogane Hajime、Akasawa Takumi、Oya Shin、Yamamuro Tomoyasu
  • 雑誌名: Proc.SPIE 巻: 121856L ページ: -
  • DOI: 10.1117/12.2629652
• [雑誌論文] Optical design of the Wavefront sensing in the ULTIMATE-Subaru Ground Layer Adaptive Optics system (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Yoko、Minowa Yosuke、Ono Yoshito、Terao Koki、Yoshida Hiroshige、Akiyama Masayuki、Martinez Rey Noelia、Herrald Nicholas、d'Orgeville Celine、Rigaut Francois、Vaughn Israel、Chandler David、Haynes Dionne、Schofield Warrick
  • 雑誌名: Proc.SPIE 巻: 121856M ページ: -
  • DOI: 10.1117/12.2629581
  • 国際共著
• [雑誌論文] ULTIMATE-Subaru: GLAO preliminary design overview (2022)
  • 著者名/発表者名: Minowa Yosuke、Ono Yoshito、Tanaka Yoko、Yoshida Hiroshige、Terao Koki、Koyama Yusei、Ali Sadman、Tanaka Ichi、Hattori Takashi、Okita Hirofumi、Hayano Yutaka、Oya Shin、Motohara Kentaro、Yanagisawa Kenshi、Yoshida Michitoshi、Akiyama Masayuki、他13名
  • 雑誌名: Proc.SPIE 巻: 1218521 ページ: -
  • DOI: 10.1117/12.2629749
  • 国際共著
• [雑誌論文] Aliasing effect of rolling shutter readout in laser guide star wavefront sensing (2022)
  • 著者名/発表者名: Ogane Hajime、Akiyama Masayuki、Cranney Jesse、Rigaut Francois、Martinez Rey Noelia、d'Orgeville Celine、Minowa Yosuke、Ono Yoshito .
  • 雑誌名: Proc.SPIE 巻: 121850N ページ: -
  • DOI: 10.1117/12.2629689
  • 国際共著
• [雑誌論文] NINJA : an LTAO assisted optical and near-infrared spectrograph of Subaru Telescope (2022)
  • 著者名/発表者名: Tokoku Chihiro、Ozaki Shinobu、Moriya Takashi、Yanagisawa Kenshi、Motohara Kentaro、Ouchi Masami、Tominaga Nozomu、Tanaka Masaomi、Ono Yoshito、Minowa Yosuke、Hayano Yutaka、Koyama Yusei、Ali Sadman、Tanaka Masayuki、Akiyama Masayuki、他6名
  • 雑誌名: Proc.SPIE 巻: 121847R ページ: -
  • DOI: 10.1117/12.2627749
• [雑誌論文] Dissecting Nearby Galaxies with piXedfit. II. Spatially Resolved Scaling Relations among Stars, Dust, and Gas (2022)
  • 著者名/発表者名: Abdurro’uf、Lin Yen-Ting、Hirashita Hiroyuki、Morishita Takahiro、Tacchella Sandro、Wu Po-Feng、Akiyama Masayuki、Takeuchi Tsutomu T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 935 ページ: 98～98
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac7da4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dissecting Nearby Galaxies with piXedfit. I. Spatially Resolved Properties of Stars, Dust, and Gas as Revealed by Panchromatic SED Fitting (2022)
  • 著者名/発表者名: Abdurro’uf、Lin Yen-Ting、Hirashita Hiroyuki、Morishita Takahiro、Tacchella Sandro、Akiyama Masayuki、Takeuchi Tsutomu T.、Wu Po-Feng
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 926 ページ: 81～81
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac439a
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] High Resolution Astronomy with Laser Tomography Adaptive Optics (2022)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Akiyama
  • 学会等名: Sending and Imaging through Scattering and Fluctuating Field in Biology, Telecommunication, and Astronomy
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] トモグラフィー補償光学系の開発
  • URL: https://www.astr.tohoku.ac.jp/~akiyama/index_Res_TMTinst.html