Observational study of planetary atmosphere with ALMA

利用 ALMA 进行行星大气观测研究

• 批准号: 20K04046
• 负责人: 佐川 英夫
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kyoto Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04046/
• 关键词: 惑星大気; アルマ望遠鏡; 火星; 金星; 干渉計; 地上観測; 火星大気; 金星大気; JCMT; 大気循環; 放射伝達

本研究課題ではアルマ望遠鏡を用いて取得した火星・金星データの解析を実施している。2022年度は、アルマ望遠鏡の惑星観測データに内包されるフラックス較正の問題を、自己相関データ等を用いて補正する手法を確立させ、生データ（複素ビジビリティ）からのキャリブレーションおよび画像合成等を再処理することを行った。再処理後の火星データ（アタカマコンパクトアレイACAによる観測データ）から、火星大気高度40-60 km付近の風速場を求めたところ、大気大循環数値モデル（GCM）による数値実験で得られる結果と定性的によく一致する結果が得られた。この一連の研究結果を、火星大気研究の国際研究集会（2023年3月）にて発表した。次のステップとして、アルマ望遠鏡の12mアンテナの配列を用いて、より高い空間分解能で取得された火星データからの風速場導出を行った。こちらの結果では、干渉計観測特有の「広がった空間構造をフィルタリングする」性質から、ある特定の空間周波数成分が現実の火星大気風速場から抜け落ちた結果が得られている。そのため、一見するとGCMの数値実験結果とは似ても似つかない観測結果が得られている。この観測結果をGCMの数値実験結果とより正しく比較する際には、GCMの計算結果からアルマ望遠鏡の観測特性と同様の空間周波数成分をフィルタリングしておく必要が有る。それらの比較・評価方法の手法を整備した。また、同様の研究を、金星大気のアルマ望遠鏡観測データに対しても進めた。

This research topic is about the analysis of Mars and Venus by telescope. In 2022, we will establish the method of correcting the problem of satellite detection and image synthesis, and reprocess the problem of satellite detection and image synthesis. After reprocessing, the wind speed field near Mars at 40-60 km altitude is calculated. The numerical value of large cycle number is obtained. The qualitative result is obtained. The results of this series of studies were presented at the International Research Conference on Mars Big Earth Research (March 2023). The 12-meter telescope is equipped with high spatial resolution energy to obtain the wind field of Mars. The result of the measurement is that the characteristic "spatial structure" of Mars is obtained by the measurement of specific spatial frequency components. GCM's numerical results are similar to those of the previous measurements. The measurement results of the telescope and the spatial frequency components of the telescope are necessary. The method of comparison and evaluation is prepared. The same thing happened with Venus.

项目成果

A Belt-like Distribution of Gaseous Hydrogen Cyanide on Neptune’s Equatorial Stratosphere Detected by ALMA

ALMA 探测到海王星赤道平流层上气态氰化氢的带状分布

• DOI: 10.3847/2041-8213/abbb9a
• 发表时间: 2020
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Iino T.;Sagawa H.;Tsukagoshi T.;Nozawa S.
• 通讯作者: Nozawa S.

Observatoire de Paris(フランス)

巴黎天文台（法国）

13C Isotopic Ratios of HC3N on Titan Measured with ALMA

使用 ALMA 测量土卫六上 HC3N 的 13C 同位素比

• DOI: 10.3847/psj/ac134c
• 发表时间: 2021
• 期刊: The Planetary Science Journal
• 作者: Iino Takahiro;Taniguchi Kotomi;Sagawa Hideo;Tsukagoshi Takashi
• 通讯作者: Tsukagoshi Takashi

欧州南天天文台（ESO）(ドイツ)

欧洲南方天文台 (ESO)（德国）

Ground-based HCN submillimetre measurements in Titan's atmosphere: an intercomparison with Herschel observations

泰坦大气中的地面 HCN 亚毫米测量：与赫歇尔观测结果的对比

• DOI: 10.1051/0004-6361/202141422
• 发表时间: 2022
• 期刊: Astronomy & Astrophysics
• 影响因子: 6.5
• 作者: Rengel M.;Shulyak D.;Hartogh P.;Sagawa H.;Moreno R.;Jarchow C.;Breitschwerdt D.
• 通讯作者: Breitschwerdt D.