ハワイ・ハレアカラ観測拠点における太陽系惑星の可視・赤外高分散分光研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24403007
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 笠羽 康正 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10295529)
• 研究分担者: 坂野井 健 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80271857) ; 村田 功 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (00291245) ; 中川 広務 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30463772) ; 鍵谷 将人 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30436076)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 水星大気 / 木星大気・オーロラ / 火星大気 / 金星大気 / ハレアカラ40cm望遠鏡運用 / ハレアカラ60cm望遠鏡移設 / ハレアカラ2m望遠鏡建設 / アメリカ・ハワイ

研究実績の概要

(1) 水星ナトリウム大気の大規模構造・速度場観測：2015年春の運用終了が迫る米水星探査機MESSENGERとの同時観測を、東北大ハレアカラ観測所で実現させた。その広視野・高波長分解能観測能力を活かした大規模密度・速度分布観測を世界で最も長時間にわたり追跡し、MESSENGERで観測される磁気圏活動との相関がない、という予想外の事実を見出した。
(2) 木星のイオトーラス活動と磁気圏活動の関連究明：ハレアカラ40cm望遠鏡でイオトーラス活動を長期追跡し、Hisaki/EXCEEDの木星観測キャンペーンに同期する唯一の中性・プラズマトーラス密度情報を提供し続けた。2015年1月にはイオ火山活動に伴うイオトーラス大増光現象を世界に先駆けて捉えた。2015年1月・3月には、Hisaki/EXCEEDのUVオーロラ長期追尾と同期する赤外線オーロラ空間分布観測をSUBARU-8m・IRTF-3m で遂行した。
(3) 金星・火星大気の宇宙流出検出、(4) 金星上層大気の微量成分探索、(5) 火星大気の地殻起源物質探索：極端紫外線観測衛星Hisaki/EXCEEDによる金星・火星観測の実施を主導した。2014年9月にはハレアカラ山頂に東北大・飯館観測所60cmを移設し、これに中間赤外線ヘテロダイン分光器を試験装着し、火星による初期試験観測を実施するとともに、2015年3月には金星CO2吸収線による高層大気速度場観測に耐えうる良好なスペクトルの取得までこぎつけた。
(6) ハレアカラ山頂2m望遠鏡新設の準備研究: 米田の長期現地派遣およびメンバーの出張により、a. 東北大が担当する2m望遠鏡の主鏡研磨作業、b. ハワイ大が担当する望遠鏡施設・建屋の設計作業を支え、2016年末予定のファーストライト実現に向けて自歩を固めた。
(7) 成果公表：研究期間における各種成果（ハレアカラ、マウナケア、Hisaki/Exceedなど）を論文にまとめて公表した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26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] Search for hydrogen peroxide in the Martian atmosphere by the Planetary Fourier Spectrometer onboard Mars Express, (2015)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S., M. Giuranna, Y. Kasaba, H. Nakagawa, G. Sindoni, A. Geminale, and V. Formisano
  • 雑誌名: Icarus 巻: 245 ページ: 177-183
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.09.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Venus' clouds as inferred from the phase curves acquired by IR1 and IR2 on board Akatsuki (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoh, Takehiko; Ohtsuki, Shoko; Iwagami, Naomoto; Ueno, Munetaka; Uemizu, Kazunori; Suzuki, Makoto; Hashimoto, George L.; Sakanoi, Takeshi; Kasaba, Yasumasa; Nakamura, Ryosuke; Imamura, Takeshi; Nakamura, Masato; Fukuhara, Tetsuya; Yamazaki, Atsushi; Yamada, Manabu
  • 雑誌名: Icarus 巻: 248 ページ: 213-220
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.10.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical emissivity profiles of Jupiter's northern H3+ and H2 infrared auroras observed by Subaru/IRCS (2014)
  • 著者名/発表者名: Uno, T.; Kasaba, Y.; Tao, C.; Sakanoi, T.; Kagitani, M.; Fujisawa, S.; Kita, H.; Badman, S. V.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Space Physics 巻: 119 ページ: 10,219-10,241
  • DOI: 10.1002/2014JA020454
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Field-of-View Guiding Camera on the HISAKI (SPRINT-A) Satellite (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, A.; Tsuchiya, F.; Sakanoi, T.; Uemizu, K.; Yoshioka, K.; Murakami, G.; Kagitani, M.; Kasaba, Y.; Yoshikawa, I.; Terada, N.; Kimura, T.; Sakai, S.; Nakaya, K.; Fukuda, S.; Sawai, S.
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 184 ページ: 259-274
  • DOI: 10.1007/s11214-014-0106-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloud top structure of Venus revealed by Subaru/COMICS mid-infrared images (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, T. M.; Sagawa, H.; Kouyama, T.; Mitsuyama, K.; Satoh, T.; Ohtsuki, S.; Ueno, M.; Kasaba, Y.; Nakamura, M.; Imamura, T.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 243 ページ: 386-399
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.09.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for global electron transportation into the jovian inner magnetosphere (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka, K.; Murakami, G.; Yamazaki, A.; Tsuchiya, F.; Kimura, T.; Kagitani, M.; Sakanoi, T.; Uemizu, K.; Kasaba, Y.; Yoshikawa, I.; Fujimoto, M.
  • 雑誌名: Science 巻: 6204 ページ: 1581-1584
  • DOI: 10.1126/science.1256259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of infrared Echelle spectrograph and mid-infrared heterodyne spectrometer on a small telescope at Haleakala, Hawaii for planetary observation (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakanoi, Takeshi; Kasaba, Yasumasa; Kagitani, Masato; Nakagawa, Hiromu; Kuhn, Jeff; Okano, Shoichi
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9147 ページ: 91478D-1, 13
  • DOI: 10.1117/12.2055877
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mid-infrared observations of Io’s volcanism from the ground in 2011 and 2012 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoneda, M.; Miyata, T.; Tsang, C. C. C.; Sako, S.; Kamizuka, T.; Nakamura, T.; Asano, T.; Uchiyama, M.; Okada, K.; Hayashi, Y.; Yoshii, Y.; Kagitani, M.; Sakanoi, T.; Kasaba, Y.; Okano, S.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 236 ページ: 153-156
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.01.019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Extreme Ultraviolet Radiation Measurement for Planetary Atmospheres/Magnetospheres from the Earth-Orbiting Spacecraft (Extreme Ultraviolet Spectroscope for Exospheric Dynamics: EXCEED) (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, Ichiro; Yoshioka, Kazuo; Murakami, Go; Yamazaki, Atsushi; Tsuchiya, Fuminori; Kagitani, Masato; Sakanoi, Takeshi; Terada, Naoki; Kimura, Tomoki; Kuwabara, Masaki; Fujiwara, Kuto; Hamaguchi, Tomoya; Tadokoro, Hiroyasu
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 184 ページ: 237-258
  • DOI: 10.1007/s11214-014-0077-z
  • 査読あり
• [学会発表] EUV Oxygen Dayglow at Venus Observed by Hisaki (2015)
  • 著者名/発表者名: Masunaga, K.; Seki, K.; Terada, N.; Tsuchiya, F.; Kimura, T.; Yoshioka, K.; Murakami, G.; Yamazaki, A.; Kagitani, M.; Tao, C.; Fedorov, A.; Futaana, Y.; Shiota, D.; Yoshikawa, I.
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] Polarization measurement of exoplanetary atmospheres with T60/Dipole-2 at Haleaklsa, Hawaii (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂野井健, 鍵谷将人, 笠羽康正, A. Berdyugin, S. Berdyugina, 佐藤隆雄
  • 学会等名: 系外惑星大研究会
  • 発表場所: 東京大、東京
  • 年月日: 2015-03-02
• [学会発表] Commitment to European Mars Missions via Infrared Spectroscopic sciences (2015)
  • 著者名/発表者名: Kasaba, Y., S. Aoki, H. Nakagawa, M. Giuranna and O. Korablev
  • 学会等名: Symposium on Planetary Science 2015
  • 発表場所: 東北大、仙台
  • 年月日: 2015-02-16
• [学会発表] Scientific capabilities and measurement sensitivities of the IR heterodyne spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, H., H. Sagawa, S. Aoki, K. Takami, Y. Kasaba, and I. Murata
  • 学会等名: Symposium on Planetary Science 2015
  • 発表場所: 東北大、仙台
  • 年月日: 2015-02-16
• [学会発表] Vertical and horizontal structures of Jovian IR aurora emission intensity by SUBARU / IRCS observation (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa, S., Y. Kasaba, C. Tao, T. Sakanoi, H. Kita, and M. Kagitani
  • 学会等名: Symposium on Planetary Science 2015
  • 発表場所: 東北大、仙台
  • 年月日: 2015-02-16
• [学会発表] Optical and infrared measurements of planetary atmospheres with the T60 telescope and the future PLANETS mission at Haleakala, Hawaii (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakanoi, T., M. Kagitani, Y. Kasaba, T. Obara, S. Okano, and J. Kuhn
  • 学会等名: Symposium on Planetary Science 2015
  • 発表場所: 東北大、仙台
  • 年月日: 2015-02-16
  • 招待講演
• [学会発表] Variability of Jupiter’s Main Auroral Emission in Response to Magnetospheric Hot Plasma Injections (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Badman, M. Fujimoto, M. Kagitani, Y. Kasaba, S. Kasahara, T. Kimura, H. Melin, G. Murakami, J. Nichols, T. Sakanoi, A. Steffl, C. Tao, F. Tsuchiya, T. Uno, A. Yamazaki, M. Yoneda, I. Yoshikawa, K. Yoshioka
  • 学会等名: American Geophysical Society 2014 Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Center, San Fransisco, USA.
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] Local electron heating in the Io plasma torus associated with Io: the HISAKI observation (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Tsuchiya, K. Yoshioka, T. Kimura, G. Murakami, M. Kagitani, A. Yamazaki, Y. Kasaba, T. Sakanoi, I. Yoshikawa, H. Nozawa
  • 学会等名: American Geophysical Society 2014 Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Center, San Fransisco, USA.
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] Seasonal variation of HDO/H2O ratio in the atmosphere of Mars observed by SUBARU/IRCS and MEX/PFS (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S., M. Giuranna, G. Sindoni, H. Nakagawa, H. Sagawa, A. Aronica, and Y. Kasaba
  • 学会等名: European Planetary Science Congress 2014
  • 発表場所: Centro de Congressos do Estoril, Cascais, Portugal
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] Mid-Infared Laser Heterodyne Instruement (MILaHI): for sensitive search of trace gases on Mars (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S., H. Nakagawa, I. Murata, and Y. Kasaba
  • 学会等名: European Planetary Science Congress 2014
  • 発表場所: Centro de Congressos do Estoril, Cascais, Portugal
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] Cloud top structure of Venus revealed by Subaru/COMICS mid-infrared images (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, T.M., H. Sagawa, T. Kouyama, K. Mitsuyama, T. Satoh, S. Ohtsuki, M. Ueno, Y. Kasaba, M. Nakamura, and T. Imamura
  • 学会等名: European Planetary Science Congress 2014
  • 発表場所: Centro de Congressos do Estoril, Cascais, Portugal
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] Io's volcanic enhancement observed in mid-infrared from the ground (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoneda, M., T. Miyata, C.C.C. Tang, S. Sako, T. Kamizuka, T. Nakamura, K. Asano, M. Uchiyama, K. Okada, Y. Yoshii, S. Sakanoi, Y. Kasaba, and S. Okano
  • 学会等名: European Planetary Science Congress 2014
  • 発表場所: Centro de Congressos do Estoril, Cascais, Portugal
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] Observing plan for planetary atmosphere using IR heterodyne spectroscopy in 2014 (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, H., S. Aoki, Y. Kasaba, I. Murata, and H. Sagawa
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜, 横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] Coordinated observation of Jupiter thermosphere and radiation belt in January 2014 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kita, H., H. Misawa, F. Tsuchiya, S. Fujisawa, T. Sakanoi, and Y. Kasaba
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜, 横浜
  • 年月日: 2014-04-30