研究課題
中間赤外線における地球大気には、微生物の代謝由来のオゾンやメタンの吸収線が存在する。このような分子の吸収線検出には、恒星と惑星を空間分離せずに、恒星の前面を通過する際に起こる惑星大気による追加吸収、あるいは恒星と惑星を空間分離して惑星の光だけを検出する直接検出に大別される。後者については、赤外線の波長帯で高い空間分解能が必要なために、宇宙赤外線干渉計が必要である。本研究は、米国の2020年委員会に提案されたOrigins Space Telescope（OST）計画に基づいて、前者のアプローチによる惑星の大気分光を実現すべく、NASA Ames Research Centerで開発を進めた。本研究では、瞳分光という従来の焦点分光と正反対の概念を利用する。瞳分光は、指向擾乱による分光像の形状や位置の変化が起こらない特徴を有する。この安定性を利用して、食の前後と食中の差分から惑星大気の追加吸収を測定する。これまでに、極低温環境で瞳分光像の取得に成功し、さらに中間赤外線の検出器で取得した長時間データから100万分の10 (10 parts-per-million: 10 ppm)の系統誤差に収まっていることが確認された。その後、米国の2020年委員会から公表されたレポートに基づいて、OST計画は最優先の計画ではなくなり、それに伴い、中間赤外線における食分光も最優先で進めるべき項目ではなくなった。一方で、瞳分光の特徴を活かすことで宇宙干渉計や視線速度法観測の高精度化に貢献できることが分かった。今後、前者においては欧州の赤外線宇宙干渉計LIFE計画、後者においては米国のHabitable Worlds Observatory計画などと連携しながら、瞳分光の新しい展開を図る。特に、本提案の目標である、中間赤外線における系外惑星の大気分光は、そのままLIFE計画へ引き継がれる。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Astronomical Journal
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