原始惑星系円盤の偏光観測による暗黒物質アクシオン探査

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K18637
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分16:天文学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 當真 賢二 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授 (70729011)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2024-03-31
• キーワード: 暗黒物質 / アクシオン / 原始惑星系円盤 / 偏光 / 赤外線

研究成果の概要

原始惑星系円盤は天体の中で最も単純な偏光構造を見せ、その観測手法も年々発展しているため、暗黒物質候補アクシオンが偏光に与える影響を捕えるために最適である。そこで近年アップグレードされたSubaru望遠鏡の高精度偏光観測装置SCExAO fast-PDI+FLCによる原始惑星系円盤の偏光観測を図り、実施することができた。この装置では１天体の観測で100万枚以上の画像が得られるが、その中から偏光解析に使えるものを抽出する画像選別コードを開発した。fast-PDI+FLCの偏光解析パイプラインを独自に開発し、原始惑星系円盤SAO206462の偏光画像を得ることに成功した。

自由記述の分野

宇宙物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

暗黒物質は、宇宙の進化において不可欠と考えられているのにもかかわらず、その正体は全く不明である。その有力候補であるアクシオンの兆候を捕えるため、原始惑星系円盤の偏光を使った独自の方法を実行する道筋を示すことができた。最高精度の偏光観測装置Subaru fast-PDI+FLCの解析パイプラインを世界に先駆けて開発することに成功した。