超伝導共振器を使ったオンチップ型低分散超広帯域サブミリ波分光計の実証

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25247019
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 河野 孝太郎 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80321587)
• 研究分担者: 大島 泰 国立天文台, 野辺山宇宙電波観測所, 助教 (40450184)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 電波天文学 / ミリ波サブミリ波 / 銀河形成・進化 / ダスト / 超伝導

研究実績の概要

宇宙におけるダストに覆われた星形成活動の変遷を探るため、遠赤外線域で顕著に明るい[CII] 158μm輝線の観測により、ダストに隠された爆発的星形成銀河の系統的な分光観測を可能とする、新しいサブミリ波帯超広帯域分光計DESHIMAの技術実証機の開発を進めている。研究2年次となる平成26年度は、以下のような開発研究を行った。

(1) DESHIMAの実験室評価、特に350GHz帯での分光性能の評価を行った。迷光対策なども盛り込んだ、新しい構造を持つチップを設計・製造し、設計通りに、波長分解能 R = 700 程度の分光性能が達成されていることを確認した。
(2) ASTE望遠鏡に搭載するための光学系の検討を引き続き進めた。受信機室内で、同時期に搭載される可能性が高い超伝導遷移端センサー(TES)カメラと両立する光学系およびその支持機構の検討を進め、実現可能な解を得ることができた。
(3) 読み出し回路の評価実験を開始した。また、読み出したデータのフォーマットの策定を、望遠鏡とDESHIMAとの時刻同期方式の検討および解析をどのようなソフトウエアで進めるかの検討とあわせて進めた。ボロメーターカメラのデータ解析ソフトとして実績のあるBoAでの解析を念頭に、MBFITS形式でのデータ取得を行うことにした。

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

研究推進の中軸を担う特任教員として非常に優秀な人材の招聘に成功した。開発・研究を活発に進めることができており、順調に推移していると評価できる。

今後の研究の推進方策

いよいよ望遠鏡への搭載に向けたさまざまな準備を着実に進めていきたい。機械式冷凍機の駆動に必要なヘリウム配管やチラーなどの搭載方法の検討も今後さらに進めていく。

研究成果

• [雑誌論文] Multimolecule ALMA observations toward the Seyfert 1 galaxy NGC 1097 (2015)
  • 著者名/発表者名: Martin, S., Kohno, K., 他18名
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 573 ページ: id.A116, 13ページ
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201425105
  • 査読あり
• [雑誌論文] A multi-transition study of molecules toward NGC 1068 based on high-resolution imaging observations with ALMA (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, T., Takano, S., Kohno, K., 他6名
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 67 ページ: id.8, 15ページ
  • DOI: 10.1093/pasj/psu136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of CO(3-2)/CO(1-0) Ratios and Star Formation Efficiencies in Supergiant H II Regions (2014)
  • 著者名/発表者名: Miura, R. E., Kohno, K., 他14名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 788 ページ: id.167, 7ページ
  • DOI: 10.1088/0004-637X/788/2/167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for a Gas-rich Major Merger in a Proto-cluster at z = 2.5 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadaki, K., Kodama, T., Tamura, Y., Hayashi, M., Koyama, Y., Shimakawa, R., Ichi, T., Kohno, K., 他2名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 788 ページ: id.L23, 5ページ
  • DOI: 10.1088/2041-8205/788/2/L23
  • 査読あり
• [雑誌論文] AzTEC/ASTE 1.1-mm survey of SSA22: Counterpart identification and photometric redshift survey of submillimetre galaxies (2014)
  • 著者名/発表者名: Umehata, H., Tamura, Y., Kohno, K., 他22名
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 440 ページ: 3462 - 3478
  • DOI: 10.1093/mnras/stu447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two γ-ray bursts from dusty regions with little molecular gas (2014)
  • 著者名/発表者名: Hatsukade, B., Ohta, K., Endo, A., Nakanishi, K., Tamura, Y., Hashimoto, T., Kohno, K.
  • 雑誌名: Nature 巻: 510 ページ: 247 - 249
  • DOI: 10.1038/nature13325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distributions of molecules in the circumnuclear disk and surrounding starburst ring in the Seyfert galaxy NGC 1068 observed with ALMA (2014)
  • 著者名/発表者名: Takano, S., Nakajima, T., Kohno, K., 他6名
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 66 ページ: id.75, 14ページ
  • DOI: 10.1093/pasj/psu052
  • 査読あり
• [学会発表] CO/[CII] Tomography with the Large Submillimeter Telescope (2015)
  • 著者名/発表者名: Tamura, Y.
  • 学会等名: The 3rd workshop on large aperture mm/submm telescopes in the ALMA era
  • 発表場所: NAOJ, Mitaka, Japan
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Kinetic inductance detectors for mm-submm wave astronomy (2015)
  • 著者名/発表者名: Endo, A.
  • 学会等名: The 3rd workshop on large aperture mm/submm telescopes in the ALMA era
  • 発表場所: NAOJ, Mitaka, Japan
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Dust-obscured star formation and SMBH growth unveiled by NGVLA (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohno, K.
  • 学会等名: Next Generation Very Large Array workshop at the Seattle AAS meeting
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2015-01-04
  • 招待講演
• [学会発表] Submillimeter deep surveys using ALMA and CCAT (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohno, K.
  • 学会等名: Cornell University, department of physics colloquium
  • 発表場所: Cornell University, Ithaca, NY, USA
  • 年月日: 2014-12-18
• [学会発表] Development of DESHIMA for ASTE telescope (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishii, S.
  • 学会等名: 15th Workshop on Submillimeter-Wave Receiver Technologies in Eastern Asia
  • 発表場所: Ise-shima, Mie, Japan
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [学会発表] Quantifying key components in galaxies using ALMA: molecular clouds, dust, outflows, and supermassive black holes (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohno, K.
  • 学会等名: Revolution in Astronomy with ALMA - the 3rd year -
  • 発表場所: Tokyo International Forum, Japan
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] Science case for Large Submm Telescope (LST): CO/[CII] tomography and serendipitous search of transient sources (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohno, K.
  • 学会等名: IRAM colloquium
  • 発表場所: IRAM, Grenoble, France
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] Dust-obscured galaxies near and far (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohno, K.
  • 学会等名: Sesto ULIRG workshop - Behind the curtain of dust
  • 発表場所: Sesto, Italy
  • 年月日: 2014-07-14 – 2014-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] High-z review and science cases: roles of single dish telescopes in the ALMA era (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohno, K.
  • 学会等名: ASTE/ALMA development workshop 2014
  • 発表場所: NAOJ, Mitaka, Japan
  • 年月日: 2014-06-17 – 2014-06-18
  • 招待講演
• [学会発表] DESHIMA: Ultra-wideband on-chip spectrometer based on MKID technology (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira, E.
  • 学会等名: ASTE/ALMA development workshop 2014
  • 発表場所: NAOJ, Mitaka, Japan
  • 年月日: 2014-06-17 – 2014-06-18
  • 招待講演
• [学会発表] Multicolor mm/submm TES bolometer camera development for ASTE (2014)
  • 著者名/発表者名: Oshima, T.
  • 学会等名: ASTE/ALMA development workshop 2014
  • 発表場所: NAOJ, Mitaka, Japan
  • 年月日: 2014-06-17 – 2014-06-18
  • 招待講演