水星大気の観測的研究-飛翔体搭載に向けた真空紫外線分光器の開発-

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地表面を主な生成源とする希薄大気をもつ水星型惑星(月・小惑星など)の構成や進化を議論する上で、大気の組成や分布を同定することは非常に重要である。特にネオンやアルゴンなどの希ガス元素は化学的に不活性であるため天体の進化を表す重要な指標となる。また水星型惑星においてはナトリウムなどの金属成分も大気の主成分である。これらの生成過程は微小隕石の衝突による気化や太陽光で熱せられることによる脱離、太陽風によるスパッタリングなどが考えられているが、観測から得られる情報が少ないため未だ不明な点が多い。金属大気の主生成過程を同定することは水星型惑星大気の大局的な理解につながる重要な研究である。地球の1兆分の1程度しかない水星の希薄大気を検出するためには最も発光効率の高い極端紫外領域での観測が有効である。しかしこの波長領域は地球大気の吸収を受けるため宇宙空間からの観測が必須である。私は平成21年度の研究活動として飛翔体搭載の極端紫外分光器の開発を行ってきた。具体的には地球周回の衛星に搭載する極端紫外分光器の開発検討を行っている。この計画では前年度までに開発した高感度の極端紫外撮像装置の技術を用いた。また今年度は光学系においても高効率を目指した開発を進めており、特殊な手法で蒸着したSiC鏡および回折格子の試作品を作成し、その性能評価を行った。さらにモンテカルロシミュレーションを用いて放射線帯から来る高エネルギーの電子からの混入成分を防ぐためのシールド材等の開発検討を行ってきた。これらの成果をまとめたものを国際学術誌に投稿し受理された。また、既存の衛星データを用いた極端紫外スペクトルを用いて、電子温度分布関数を遠隔的に導出する手法を確立した。この成果は現在開発中の観測機のデータ解析にそのまま応用される。