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赤外線天文衛星「あかり」

「あかり」による科学研究（詳しくは研究内容のページへ）（画像一部JAXA提供）

日本初の赤外線天文衛星「あかり」は、絶対温度 6 Kに冷却した口径 68 cmの望遠鏡を搭載し、2006年2月22日に打ち上げられました。私たちU研赤外線グループ(Uir)は、これに搭載された遠赤外線サーベイヤー (FIS) を中心となって開発しました。「あかり」は、最初の一年半で中間赤外線・遠赤外線での全天観測を行い、宇宙の赤外線地図を作りました。その後、様々な天体の赤外線撮像・分光観測を行い、冷媒である液体ヘリウムを使い終えた後も、約4年間に渡り、近赤外線での観測を続けました。中間赤外線で行われた全天サーベイ観測の画像解析は、Uirが中心となって行っています。得られた大量のデータは、現在も最先端の天文学のために利用されています。

Uirでは、これらのデータ解析を積極的に行い、惑星系形成過程、星間空間の有機物、銀河の物質進化、銀河における星生成や、巨大ブラックホールなどの研究を行っています。


関連サイト：赤外線天文衛星「あかり」（宇宙科学研究所）

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次世代観測プロジェクトのための装置開発

SPICA計画の推進 (一部JAXA/SPICAチーム提供)

「あかり」をはじめ近年の観測装置の発展にともない、星間物質が星や惑星へ進化する過程が明らかになりつつあります。さらに多くの系外惑星が次々と見つかり、地球の外に生命の起源を探す宇宙生物学も進展していますが、まだまだ謎が多く、今後のより詳しい観測が不可欠です。これらの研究分野は赤外線観測がもっとも得意とするところで、本研究室では、次世代の観測装置のためのさまざまな基礎技術を開発しています。具体的には、中間赤外線カメラの低温反射光学系と検出器の開発・評価や、新しい遠赤外線検出器の開発、系外惑星の大気分光のための新しい観測技術の開発などを行っています。 これらの技術を将来の観測プロジェクトに応用し、星間物質が星や惑星・生命へどのように進化するのか、その謎に迫ります。


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インド気球望遠鏡

気球搭載用望遠鏡

Uirは、インドのタタ基礎科学研究所（Tata Institute of Fundamental Research）とISAS/JAXAとの間で、共同気球実験を進めています。この実験は、日本が開発したファブリ・ペロー分光器を、インドが開発した口径1 mの気球望遠鏡に搭載し、大口径を活かした高空間分解能の遠赤外線分光観測を行うものです。より具体的には、一階電離した炭素が出す微細構造線（波長157.74 μm）を検出し、銀河系内の星形成領域の物理状態を調べます。

気球望遠鏡のフライトは、年1-2回の頻度でインドのハイデラバードで行っています。 1999年度に初めてフライトに成功し、オリオン星雲（Orion-A）の広い領域に渡って観測データを取得しました。2001 年度に2回目のフライトに成功し、Orion-A（M42、M43）、Orion-B（NGC2024）、W3領域を観測しました。2008年度には通算6回目のフライトに成功、2009年度のフライトでは大質量星形成領域 RCW38などを観測し、多くの科学的成果を挙げています。近年では、2017年11月, 2018年3月・10月と連続して気球の打ち上げに成功しました。NGC6334やNGC6357など、合計11もの大質量星形成領域の観測を行い、世界的にユニークなデータの解析を進めています。こうした観測と平行して、気球望遠鏡に搭載するための次世代の分光観測装置や遠赤外線検出器も開発しています。


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南アフリカ望遠鏡IRSF

IRSF望遠鏡と装置開発風景

IRSFは南アフリカ共和国にある口径1.4mの近赤外線望遠鏡です。近赤外線3バンドの同時撮像装置SIRIUSと偏光観測装置SIRPOLを使い、天の川銀河や大小マゼラン雲などを観測しています。

私たちは IRSF1.4m望遠鏡のあたらしい分光器の開発を進めています。この分光器は、可視光と近赤外線の天体スペクトルを同時に観測することができます。幅広い波長のスペクトルを取得することで、天体の詳細な物理状態を知ることができます。現在は近赤外線観測用の分光器が完成し、鹿児島大学の協力のもと、鹿児島大学1m望遠鏡に分光器を取り付けて試験観測を行っています。今後は装置の観測性能を評価するとともに、観測装置をさらにアップデートして、数年内にIRSFで観測をはじめることを目指しています。また、IRSFで取得したデータを用いて、科学研究も進めています。例えば、狭帯域フィルターを用いて、超新星残骸や銀河などの天体の元素分布を調べています。


関連サイト：南アフリカ赤外線天体観測所 IRSF

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