テラヘルツ・ヘテロダインセンシングで探る銀河系星間ガスの相変化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14204013
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山本 智 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80182624)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 正史 理化学研究所, 計算科学技術推進室, 基礎科学特別研究員 (60344024) ; 野口 卓 国立天文台, 電波天文学研究系, 助教授 (90237826) ; 岡 朋治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (10291056)
• Keywords: テラヘルツ / サブミリ波 / 星間分子雲 / 銀河系 / 電波望遠鏡 / 中性炭素原子 / 超伝導

Research Abstract

本研究では、超伝導ホットエレクトロンボロメータ・ミクサを用いたテラヘルツ帯の高感度受信機を開発し、それを用いて窒素イオンのテラヘルツ輝線の銀河面広域観測を行う。これにより、銀河系に広く存在するプラズマ雲の分布と運動を明らかにし、中性星間雲への相変化を探ることを目的としている。また富士山頂サブミリ波望遠鏡を用いて中性炭素原子輝線の広域観測を展開し、中性原子ガスから分子ガスへの相変化を広範に調べる。
本年度は昨年度に引き続き、超伝導ホットエレクトロン・ボロメータ素子の製作を行った。800GHz帯の素子に関しては昨年度に一度製作したが、性能向上を図りかつ歩留りをよくするために、素子製作の一つ一つの過程を最適化した。とくに、Nbの超伝導細線とヒートシンクとして用いる金の接触をよくするためにNbのエッチングプロセスのパラメーターを最適化した。その結果、素子の直流特性は大きく改善された。一方、素子を導波管ミクサマウントに装着すると素子の直流特性が劣化するケースが見られた。これは冷却による熱サイクルもしくは実験の際のさまざまな静電サージによって素子がダメージを受けていることを意味する。素子の導波管ミクサマウントへの装着プロセスを上記の点を配慮して改善することを進めている。
一方、富士山頂サブミリ波望遠鏡による観測では、典型的な暗黒星雲群であるおうし座暗黒星雲における中性炭素原子の分布のほぼ全貌を描き出すことに成功した。これにより、原子ガスから分子ガスへの相変化の時間スケールを観測的に明らかにできると考えられる。

Research Products

• [Publications] Kazuhisa Kamegai: "Distribution of the [C I]Emission in the ρ Ophiuchi Dark Cloud"The Astrophysical Journal. 589. 378-385 (2003)
• [Publications] Tomoya Hirota: "Mapping Observations of DNC and HN^<13>C in Dark Cloud Cores"The Astrophysical Journal. 594. 859-868 (2003)
• [Publications] Eunsook Kim: "Fourier transform millimeter-wave spectroscopy of the ethyl radical in the electronic ground state"Journal of Molecular Spectroscopy. 219. 296-303 (2003)
• [Publications] Tomoharu Oka: "CI Submillimeter-wave Line Emission from the NGC 1333 Region"The Astrophysical Journal. (印刷中). (2004)