赤外線高分散分光による地球型惑星のドップラー探査

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21244022
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 林 正彦 国立天文台, 大学共同利用機関等の部局等, 台長 (10183914)
• 研究分担者: 寺田 宏 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (00425406)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 天文学 / 光学赤外線天文学 / 波面補償光学 / 系外惑星 / ドップラー法 / 惑星系形成 / 高分散分光 / 回折格子

研究概要

近赤外線２ミクロン帯において吸収バンドを示す特殊なアンモニアガスセルを開発導入することにより、赤外線高分散分光装置IRCSを用いて平成２３年度までに達成した「視線速度決定精度23.6m/s」の高精度（波長分解能２万では世界最高）な赤外線高分散分光を、平成２４年度ではより広範な天体サンプルに対して適用し、本格的な観測展開を遂行した。この期間、すばる望遠鏡の観測セメスターS１２Aにおいてスペクトル型M３.５VからL０Vまでの低質量星３５個を対象にした観測提案を行い、三夜の割り当て時間を獲得することに成功した。残念ながら悪天候により約１５%程度の完遂率に終わったが、ここで得られたデータに対して赤外線検出器の非線形補正を徹底的に行うことにより、再現良く25m/s程度の視線速度決定を示すことができた。このことは、赤外線域という困難な波長域において、特殊なガスセルを導入し、検出器個性を丁寧に排除することで、定常的・安定的に高精度~25m/s）な視線速度決定が可能なことを示したものであり、これ以降にすばる望遠鏡で展開される予定の赤外超高分散分光による惑星探査（目標視線速度決定精度1m/s）に向けた重要な第一歩を達成したことになる。また、赤外線域において次世代超高分散分光装置を開発中のハワイ大学のグループ（観測装置SHELL、PI: Alan T. Tokunaga）や名古屋大学のグループ（観測装置 IRHS、PI: 平原靖大）と、得られた観測データについての検証議論を行い、(a) 補償光学が観測データの質を決定する上で本質的な役割を果たしていること、(b) 赤外線検出器の非線形補正が実効的であること、を結論すると共に、(c) 達成した視線速度の有効性、について確認することができた。

現在までの達成度 (区分)

理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Direct Imaging Discovery of a "Super-Jupiter" around the Late B-type Star κ And (2013)
  • 著者名/発表者名: Carson, J.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: Volume 763, Issue 2 ページ: article id. L32
  • DOI: 10.1088/2041-8205/763/2/L32
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging Discovery of the Debris Disk around HIP 79977 (2013)
  • 著者名/発表者名: Thalmann, C.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: Volume 763, Issue 2 ページ: article id. L29
  • DOI: 10.1088/2041-8205/763/2/L29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spiral Arms in the Asymmetrically Illuminated Disk of MWC 758 and Constraints on Giant Planets (2013)
  • 著者名/発表者名: Grady, C. A.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Volume 762, Issue 1 ページ: article id. 48
  • DOI: 10.1088/0004-637X/762/1/48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive Optics Observations of 3 μm Water Ice in Silhouette Disks in the Orion Nebula Cluster and M43 (2012)
  • 著者名/発表者名: Terada, H. 他11名
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: Volume 144, Issue 6 ページ: article id. 175
  • DOI: DOI: 10.1088/0004-6256/144/6/175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subaru Imaging of Asymmetric Features in a Transitional Disk in Upper Scorpius (2012)
  • 著者名/発表者名: Mayama, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: Volume 760, Issue 2 ページ: article id. L26
  • DOI: 10.1088/2041-8205/760/2/L26
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Structure of Pre-transitional Protoplanetary Disks. I. Radiative Transfer Modeling of the Disk+Cavity in the PDS 70 System (2012)
  • 著者名/発表者名: Dong, R.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Volume 760, Issue 2 ページ: article id. 111
  • DOI: 10.1088/0004-637X/760/2/111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarimetric Imaging of Large Cavity Structures in the Pre-transitional Protoplanetary Disk around PDS 70: Observations of the Disk (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, J.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: Volume 758, Issue 1 ページ: article id. L19
  • DOI: 10.1088/2041-8205/758/1/L19
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-contrast Near-infrared Polarization Imaging of MWC480 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kusakabe, N.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Volume 753, Issue 2 ページ: article id. 153
  • DOI: 10.1088/0004-637X/753/2/153
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Missing Cavities in the SEEDS Polarized Scattered Light Images of Transitional Protoplanetary Disks: A Generic Disk Model (2012)
  • 著者名/発表者名: Dong, R.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Volume 750, Issue 2 ページ: article id. 161
  • DOI: 10.1088/0004-637X/750/2/161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Is FS Tau B Driving an Asymmetric Jet? (2012)
  • 著者名/発表者名: Liu, C-F.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Volume 749, Issue 1 ページ: article id. 62
  • DOI: 10.1088/0004-637X/749/1/62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of Small-scale Spiral Structures in the Disk of SAO 206462 (HD 135344B): Implications for the Physical State of the Disk from Spiral Density Wave Theory (2012)
  • 著者名/発表者名: Muto, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: Volume 748, Issue 2 ページ: article id. L22
  • DOI: 10.1088/2041-8205/748/2/L22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of Crystallized Water Ice in a Silhouette Disk in the M43 Region (2012)
  • 著者名/発表者名: Terada, H.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Volume 753, Issue 1 ページ: article id. 19
  • DOI: 10.1088/0004-637X/753/1/19
  • 査読あり
• [雑誌論文] LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) Observation Campaign: Strategies, Implementation, and Lessons Learned (2012)
  • 著者名/発表者名: Heldmann, J. L.
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: Volume 167, Issue 1-4 ページ: 93-140
  • DOI: 10.1007/s11214-011-9759-y
  • 査読あり