地球型系外惑星の直接撮像を目指した、中間赤外線用新型コロナグラフの開発

开发一种新型中红外日冕仪，旨在对类地系外行星进行直接成像

• 批准号: 22K14070
• 负责人: 浅野 健太朗
• 金额: $ 3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14070/
• 关键词: コロナグラフ; 中間赤外線; 系外惑星; 直接撮像

本研究の最終目標は、申請者が開発に携わっているTAO6.5m望遠鏡中間赤外線観測装置への実装、および観測での性能評価を経た上で、発見最有力候補天体であるアルファ・センタウリの惑星を直接撮像する事である。本研究では、世界初となる地球型系外惑星の直接撮像を目指した中間赤外線用AGPMコロナグラフの基礎開発と、室内実験における性能評価環境の構築を行う。本申請の1--2年度の基礎開発においては、(a)観測要求を満たすAGPMコロナグラフの製作を行う。また中間赤外線波長帯は、常温下では背景光となる熱放射が非常に高く測定は現実的ではない事から、(b)室内試験でコロナグラフ性能の実証を行う為に、恒星を模擬した強力な点光源、そして背景光を極限まで抑えるための極低温光学系を構築する。本年度はAGPMコロナグラフの常温・極低温下での、性能を測定評価するための極低温光学系の詳細設計、光学調整法の検討を行った。光学系は、極低温下においても光学系の光学性能が大幅に変化しない事を目的にし、伸縮率が同じになる様アルミ材で統一し、真空保持容器に収まるコンパクトな光学系を採用した。光学調整は、常温下で可視レーザーと3次元測定器、カメラを用いて行い、性能評価を行い、その後に極低温下での性能評価を行う手法を採用した。光源は、常温下では可視レーザーを、極低温下では黒体塗料ヒーターを採用し、十分に背景光に対し高い信号を得る事ができる事を確認した。

The ultimate goal of this study is to develop the TAO 6.5m Telescope Intermediate Infrared Measurement Device, to evaluate its performance, and to discover the most powerful candidate object for direct imaging. This study is aimed at the development of the basis for the direct imaging of stars outside the Earth's first type system and the construction of the environment for the performance evaluation of AGPM in the intermediate infrared. The basic development of this application in the first two years of the year,(a) test requirements for the AGPM database preparation process. (b) Construction of an ultra-low temperature optical system for indoor test and performance demonstration, for stellar simulation, for powerful point light sources, and for limiting ambient light. This year, we conducted detailed design and optical adjustment of AGPM optical system at room temperature and very low temperature, and evaluated its performance. The optical properties of the optical system are greatly improved at extremely low temperatures, and the expansion ratio is uniform. The optical system is used in vacuum holding containers. Optical adjustment, visible at room temperature, three-dimensional measurement, performance evaluation, performance evaluation at very low temperature Light sources are visible at room temperature, black paint is used at very low temperatures, and background light is used to identify high signal levels.