Revealing the origin of the excess in mean intensity and fluctuations of the cosmic near-infrared background by sounding rocket experiments CIBER-2

通过探空火箭实验 CIBER-2 揭示宇宙近红外背景平均强度过剩和波动的根源

• 批准号: 21KK0054
• 负责人: 松浦 周二
• 金额: $ 12.15万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0054/
• 关键词: 宇宙背景放射; 赤外線; ロケット実験

我々は，NASAの観測ロケットを用いた国際共同実験CIBER: Cosmic Infrared Background Experiment により近赤外域の銀河系外背景放射を観測した結果，その強度と空間的ゆらぎが通常銀河の積算光から超過していることを発見した．この超過は未知天体の存在を示唆しており，宇宙初期の天体や近傍銀河のダークハロー浮遊星が起源の候補である．我々はCIBERより一桁高い感度で超過原因を特定しうる新たなロケット実験CIBER-2を計画し2021年6月に第１回の打上げ実験に成功した．2022年度は，第1回実験において確認された観測装置に関する数々の課題を解決し第2回実験を実施した．第1回実験後から顕著になった望遠鏡の主副鏡の表面劣化は基材のアルミ合金上にコートした銀の劣化によるものと確認されたことから，主副鏡を再切削加工したのち，劣化が少ない銀合金を新たなコート材として施工した．フライト品へのコート施工に先立ち試作サンプルを用意し経時劣化を調べたところ，銀と比較して銀合金は劣化が少ないことを示した．日本で組立て調整した望遠鏡は，ロケット実験のとりまとめを行うロチェスター工科大学(RIT)へ輸送し，これを担当する日本チームが現地へ出向いてレンズ光学系や検出器と組合せ冷却光学試験を行った．様々な部品の遮光性能や検出器のノイズ性能を向上させ，すべての課題をクリアできたことから，第2回実験のためNASA Wallops Flight Facilityでの振動試験と総合動作試験を行ったのち，2023年3月にロケット打上げ基地のホワイトサンズ実験場へ移動し，当初の予定どおり第2回の打上げ準備を終えることができた．

I 々 々, NASA 観 tests ロケットを use 々 た international joint laboratory CIBER: Cosmic Infrared Background Experiment に よ り nearly bare outland の extragalactic Background radiation を 観 measuring し た results, そ の strength と space ゆ ら ぎ が usually galaxy の integrating light か ら than し て い る こ と を 発 see し た. こ の than は unknown objects exist の を in stopping し て お り, the early universe の celestial や nearly alongside the galaxy の ダ ー ク ハ ロ ー planktonic star が origin の alternate で あ る. I 々 は CIBER よ り a girder い high sensitivity で beyond reason を certain し う る new た な ロ ケ ッ ト be 験 CIBER - 2 を project し に in June, 2021 to 1 の げ on be 験 に successful し た. 2022 annual は, 1 to be 験 に お い て confirm さ れ た device 観 test に masato す る number 々 を solve し の subject 2 back to be 験 を be applied し た. 1 be back after 験 か ら 顕 the に な っ の た telescope main secondary の surface degradation は substrate の ア ル ミ alloy on に コ ー ト し た silver の degradation に よ る も の と confirm さ れ た こ と か ら, again the main secondary を machining し た の ち, degradation is less が な い silver alloy を new た な コ ー ト material と し て construction し た. フ ラ イ ト product へ の コ ー ト construction に made ち to try a first サ ン プ ル を intention し 経 degradation when を adjustable べ た と こ ろ, silver と compare し て silver alloy は degradation is less が な い こ と を shown し た. Japan で assemblage て adjustment し た telescope は, ロ ケ ッ ト be 験 の と り ま と め を line う ロ チ ェ ス タ ー engineering university (RIT) へ conveyor し, こ れ を bear す る Japan チ ー ム が in situ へ out to い て レ ン ズ optics や 検 extractor と せ cooling combination optical test line を っ た. Others 々 な part の shading performance や 検 extractor の ノ イ ズ performance を upward さ せ, す べ て の subject を ク リ ア で き た こ と か ら, 2 be back 験 の た め NASA Wallops Flight Facility で の vibration test と 総 combined action test line を っ た の ち, March 2023 に ロ ケ ッ ト げ base on の ホ ワ イ ト サ ン ズ be 験 へ mobile し, original の designated ど お り back 2 の げ on preparing を eventually え る こ と が で き た.

项目成果

CIB 観測ロケット実験 CIBER-2:第2回打上げに向けた観測装置改修の現状

CIB探空火箭实验CIBER-2：第二次发射观测设备改造现状

• 发表时间: 2022
• 作者: 松浦周二;橋本遼;河野有哉;松見知香;中川智矢;長尾亜実;野田千馬;佐野圭;瀧本幸司;津村耕司;高橋葵;松本敏雄;和田武彦;Michael Zemcov;James Bock;ほか CIBER-2 チーム
• 通讯作者: ほか CIBER-2 チーム

Polarization Spectrum of Near-Infrared Zodiacal Light Observed with CIBER

CIBER 观测的近红外黄道光偏振光谱

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac416f
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Takimoto Kohji;Arai Toshiaki;Matsuura Shuji;Bock James J.;Cooray Asantha;Feder Richard M.;Korngut Phillip M.;Lanz Alicia;Lee Dae Hee;Matsumoto Toshio;Nguyen Chi H.;Onishi Yosuke;Sano Kei;Shirahata Mai;Takahashi Aoi;Tsumura Kohji;Zemcov Michael
• 通讯作者: Zemcov Michael

CIB 観測ロケット実験 CIBER-2:第2回打上げ実験の準備状況

CIB探空火箭实验CIBER-2：第二次发射实验的准备情况

• 发表时间: 2023
• 作者: 松浦周二;橋本遼;松見知香;河野有哉;中川智矢;中畑秀太;佐野圭;瀧本幸司;津 村耕司;高橋葵;和田武彦;Michael Zemcov;James Bock;ほか CIBER-2 チーム
• 通讯作者: ほか CIBER-2 チーム

関西学院大学 理学部 物理・宇宙学科 研究プロジェクト

关西学院大学理学院物理宇航系研究项目

宇宙赤外線背景放射観測ロケット実験CIBER-2：感度較正における誤差の評価

宇宙红外背景辐射观测火箭实验CIBER-2：灵敏度校准误差评估

• 发表时间: 2021
• 作者: 野田千馬;松浦周二;橋本遼;瀧本幸司;木田有咲;河野有哉;佐野圭;津村耕司;高橋葵;松本敏雄;和田武彦;Michael Zemcov;James Bock;Daehee Lee;Shiang-Yu Wang;ほか CIBER-2 チーム
• 通讯作者: ほか CIBER-2 チーム