「あかり」中間赤外線全天地図で探る惑星と生命の物質の起源

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24740122
• 研究種目: 若手研究(B)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 石原 大助 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (30507835)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 観測天文学 / 赤外線天文学 / データ解析 / 星間物質 / 銀河進化

研究概要

「あかり」中間赤外線全天サーベイデータからdiffuseマップを作成する方法の開発が進んだ。本年度の成果は主に以下の4点である。それぞれ前例の無いユニークな解析であり、diffuseマップの精度・信頼性が向上することによってマップを使った新しいサイエンスが可能になっている。また、解析から得た装置設計に関する情報を、今後の赤外線天文衛星開発にもフィードバックしている。
(1) 新しい黄道光分離方法の開発。銀河内空間からの放射を評価するには、「あかり」中間赤外線データから、太陽系内空間塵の熱放射である黄道光成分を分離しなければならない。過去のIRASやCOBEの全天マップでは、黄道光差し引き残渣としてあきらめていた成分についても、空間周波数で切り分け、残渣の少ないマップの作成に取り組んだ。概ね良好な結果が得られたが、黄道光と似た空間周波数をもつ銀河面成分の分離に苦労しているのと、分離後のマップの表面輝度の精度評価が今後の課題である。(2) 月の迷光の補正。月離隔数十度に渡って影響を及ぼす迷光成分の補正方法を確立し、これまで捨てていた多くの領域のデータが使用可能になった。また、この迷光の原因を設計とつき合わせて追求し、次世代赤外線望遠鏡SPICAの設計にもフィードバックしている。(3) 明るい天体の迷光の補正。明るい天体の周囲に現れる迷光の原理を推定し、補正する方法を確立した。(4) フラット補正の改善。「あかり」のように、散乱光の影響を多く受けている光学系では、一様な強度の空(スカイ)の観測によるフラットは精度が悪い。全天サーベイ中に、検出器中の異なる素子で複数回観測している星の観測結果を利用し、統計的に素子間感度ムラを求め、フラット補正の精度を数％上げることに成功した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

「あかり」中間赤外線全天diffuseマップの作成方法の確立については、順調に進んでおり、オリジナルのピクセルスケール(4.56”)では、人工的偽信号(artifacts)をノイズレベル以下に抑えることができている。解析の内容・解析により可能になったサイエンスについては、査読付き雑誌で報告している。ただし、本研究の最終目的の、銀河系内の物質循環の議論のためには、マップをスムージングしたり空間分解能を落としたりしてS/Nを上げ、数十度スケールに渡る広域の淡い放射成分も評価する必要があり、これには次年度に取り組む、さらに高度な解析が必要である。

今後の研究の推進方策

次年度は、(1)「あかり」中間赤外線全天diffuseマップの作成に於いて、残っている課題(リニアリティ補正の改善、カメラ内散乱光補正、黄道光差し引きのさらなる改善)に取り組む。また、(2) マップをサイエンスに使うために汎用的に必要となる、表面輝度・積分強度・位置などの精度の系統的な評価方法を確立する。(3) 完成したマップを利用し、宇宙の物質循環について議論する。

次年度の研究費の使用計画

研究は、3人の大学院生を指導しつつ行っている。次年度は、協力して統計解析を行うための計算機資源と、データを一時保存するための記憶領域、成果を手分けして国際会議や国内学会等で発表するための旅費、に割り当てる。

研究成果

• [雑誌論文] Processing of Interstellar Dust Grains in Galaxies Revealed by AKARI (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, H., Ishihara, D., Kobata, K., Kondo, T., Yamagishi, M., Yasuda, A., Onaka, T., Sakon, I., & Suzuki, T.
  • 雑誌名: Proc. of the IAU 巻: 292 ページ: 271-274
  • DOI: 10.1017/S1743921313001348
• [雑誌論文] AKARI/IRC 18 μm survey of warm debris disks (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, H., Ishihara, D., Onaka, T., Takita, S., Kataza, H., Yamashita, T., Fukagawa, M., Ootsubo, T., Hirao, T., Enya, K., and 4 coauthors
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 550 ページ: 45
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201219841
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow-Scan Observations with the Infrared Camera (IRC) aboard AKARI (2012)
  • 著者名/発表者名: Takita, S., Ikeda, N., Kitamura, Y., Ishihara, D., Kataza, H., Kawamura, A., Oyabu, S., Ueno, M., & Yamamura, I.
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 巻: 64 ページ: 126
  • 査読あり
• [雑誌論文] The 18㎛ Luminosity Function of Galaxies with Akari (2012)
  • 著者名/発表者名: Toba, Y., Oyabu, S., Matsuhara, H., Ishihara, D., Malkan, M., Wada, T., Ohyama, Y., Kataza, H., & Takita, S.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 335
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.335
  • 査読あり
• [雑誌論文] The 3.3 Micron PAH Emission of the Mid-Infrared Excess Galaxies Discovered by the Akari Mid-Infrared All-Sky Survey (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, R., Oyabu, S., Kaneda, H., Yamagishi, M., Ishihara, D., Kim, J. H., Im, M., Toba, Y., & Matsuhara, H.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 299
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Survey of Dusty Active Galactic Nuclei Based on the Mid-Infrared All-Sky Survey Catalog (2012)
  • 著者名/発表者名: Oyabu, S., Ishihara, D., Yamada, R., Kaneda, H., Yamagishi, M., Toba, Y., Matsuhara, H., Nakagawa, T., Malkan, M., & Shirahata, M.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 2650
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of Dust in Early-Type Galaxies Based on the All-Sky Data and Near-Infrared Spectra (2012)
  • 著者名/発表者名: Mori, T., Oyabu, S., Kaneda, H., Ishihara, D., & Yamagishi, M.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 263
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.263
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Central Region of the Barred Spiral Galaxy NGC 1097 Probed by Akari Near-Infrared Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., Kaneda, H., Oyabu, S., Ishihara, D., Mori, T., Yamagishi, M., Onaka, T., Sakon, I., & Suzuki, T.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 257
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic Study of Interstellar Ices in Nearby Galaxies (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, M., Kaneda, H., Oyabu, S., Ishihara, D., Onaka, T., Shimonishi, T., & Suzuki, T.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 249
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Processing of Interstellar Dust Grains in Galaxies (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, H., Ishihara, D., Onaka, T., Sakon, I., Suzuki, T., Kobata, K., Kondo, T., Yamagishi, M., & Yasuda, A.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 237
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.237
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study of the Galactic Center Regions Using the Improved Data of the Mid-Infrared All-Sky Su\ (2012)
  • 著者名/発表者名: Mouri, A., Kaneda, H., Ishihara, D., Oyabu, S., Kondo, T., Suzuki, S., Yasuda, A., & Onaka, T.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 217
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Is the Anomalous Microwave Emission due to the Rotation of Interstellar Pahs? Planck Results: PLANCK - AKARI Project (2012)
  • 著者名/発表者名: PLANCK Collaboration, Giard, M., Berne, O., Doi, Y., Ishihara, D., Joblin, Ch., Kaneda, I., Marshall, D., Nakagawa, T., Ohsawa, R., Onaka, T., Sakon, I., Shibai, H., & Ysard, N.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 195
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.195
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Survey of T Tauri Stars with Akari (2012)
  • 著者名/発表者名: Takita, S., Kataza, H., Kitamura, Y., Ueno, M., Oyabu, S., Ishihara, D., & Ita, Y.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 185
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Debris Disks Explored by Akari and Irsf (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiriyama, Y., Ishihara, D., Nagayama, T., Kaneda, H., Oyabu, S., Onaka, T., & Fujiwara, H.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 181
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lifecycle of the Interstellar Dust Grains in Our Galaxy Viewed with Akari/mir All-Sky Survey (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishihara, D., Kaneda, H., Mouri, A., Kondo, T., Suzuki, S., Oyabu, S., Onaka, T., Ita, Y., Matsuura, M., & Matsunaga, N.
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27 ページ: 117
  • DOI: 10.5303/PKAS.2012.27.4.117
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Absence of Cold Dust around Warm Debris Disk Star HD 15407A (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, H., Onaka, T., Takita, S., Yamashita, T., Fukagawa, M., Ishihara, D., Kataza, H., & Murakami, H.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 759 ページ: 18
  • DOI: 10.1088/2041-8205/759/1/L18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detector systems for the mid-infrared camera and spectrometer on board SPICA (2012)
  • 著者名/発表者名: Wada, T., Kataza, H., Matsuhara, H., Kawada, M., & Ishihara, D.
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 巻: 8442 ページ: 12
  • DOI: 10.1117/12.927110
• [雑誌論文] Summary of observations of the infrared camera (IRC) onboard AKARI (2012)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T., Matsuhara, H., Wada, T., Ishihara, D., Ohyama, Y., et al.
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 巻: 8442 ページ: 13
  • DOI: 10.1117/12.926717
• [雑誌論文] SPICA coronagraph instrument: characterization of atmospheres and physical parameters of giant planets by direct imaging and spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotani, T., Enya, K., Nakagawa, T., Matsuhara, H., Kataza, H., et al.
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 巻: 8442 ページ: 11
  • DOI: 10.1117/12.925832
• [雑誌論文] The Mid-Infrared luminosity function of galaxies using the AKARI mid-infrared All-Sky Survey Catalogue (2012)
  • 著者名/発表者名: Toba, Y., Oyabu, S., Matsuhara, H., Ishihara, D., Malkan, M., Wada, T., Kataza, H., Ohyama, Y., & Takita, S.
  • 雑誌名: Proc. of IAU Symposium 巻: 284 ページ: 228
  • DOI: 10.1017/S1743921312009118
• [雑誌論文] The Zodiacal Emission Observations with the AKARI Infrared Camera (2012)
  • 著者名/発表者名: Pyo, J., Ueno, M., Kwon, S. M., Hong, S. S., Ishihara, D., Ishiguro, M., Usui, F., Matsumoto, T., Jeong, W.-S., Ootsubo, T., Matsuura, S., & Mukai, T.
  • 雑誌名: Asteroids, Comets, Meteors 2012, Proc. of the conference held May 16-20, 2012 in Niigata, Japan. LPI 巻: 1667 ページ: 6268
• [雑誌論文] The Central Region of the Barred Spiral Galaxy NGC 1097 Probed by AKARI Near-infrared Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., Kaneda, H., Oyabu, S., Ishihara, D., Mori, T., Yamagishi, M., Onaka, T., Sakon, I., & Suzuki, T.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 751 ページ: 18
  • DOI: 10.1088/2041-8205/751/1/L18
  • 査読あり
• [雑誌論文] AKARI near-infrared spectroscopy of the aromatic and aliphatic hydrocarbon emission features in the galactic superwind of M 82 (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, M., Kaneda, H., Ishihara, D., Kondo, T., Onaka, T., Suzuki, T., & Minh, Y. C.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 541 ページ: 10
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201218904
  • 査読あり
• [雑誌論文] Processing of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Molecular-Loop Regions near the Galactic Center Revealed by AKARI (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, H., Ishihara, D., Mouri, A., Oyabu, S., Yamagishi, M., Kondo, T., Onaka, T., Fukui, Y., Kawamura, A., & Torii, K.
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 巻: 64 ページ: 25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silica-rich Bright Debris Disk around HD 15407A (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, H., Onaka, T., Yamashita, T., Ishihara, D., Kataza, H., Fukagawa, M., Takeda, Y., & Murakami, H.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 749 ページ: 29
  • DOI: 10.1088/2041-8205/749/2/L29
  • 査読あり
• [学会発表] IRSFと「あかり」によるデブリ円盤の探査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原大助
  • 学会等名: IRSF勉強会
  • 発表場所: 名古屋大学, 名古屋
  • 年月日: 20130327-20130328
• [学会発表] Results from AKARI mid-IR All-Sky Survey and laboratory tests for future missions (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原大助
  • 学会等名: QFPU Final International Forum
  • 発表場所: Gifu, Japan
  • 年月日: 20130308-20130310
• [学会発表] 「あかり」中間赤外線diffuse全天マップ (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原大助、近藤徹、鈴木慧士、天筒智也、金田英宏、大藪進喜(名古屋大学)、尾中敬(東京大学)
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所, 相模原
  • 年月日: 20130108-20130109
• [学会発表] 超新星残骸の「あかり」赤外線による観測 (AKARI Infrared Observations of SNRs) (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原大助
  • 学会等名: 超新星と超新星残骸の融合研究会
  • 発表場所: 国立天文台, 東京
  • 年月日: 20121015-20121017
  • 招待講演
• [学会発表] あかりとIRSFによるデブリ円盤の探査 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原大助、永山貴宏、服部和生、尾関真二、大薮進喜、金田英宏(名古屋大学)、藤原英明(国立天文台)、尾中敬(東京大学)
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大分大学, 大分
  • 年月日: 20120919-20120921
• [学会発表] AKARI Mid-Infrared All-Sky Survey Diffuse Map (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原大助
  • 学会等名: 39th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: Mysore, India
  • 年月日: 20120714-20120722