極端紫外光をもちいた惑星プラズマ観測の新たな展開

利用极紫外光观测行星等离子体的新进展

• 批准号: 11J08969
• 负责人: 村上 豪
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08969/
• 关键词: 極端紫外光; 惑星大気; プラズマ; リモートセンシング; 小型科学衛星

木星磁気圏において従来の予想よりも100倍以上高温な電子の存在が観測から明らかになったが、その生成過程は未だ解明されていない。この問題の解決には木星周辺における電子温度の時間変化を1時間程度の分解能で観測することが鍵となる。木星の衛星イオから放出された硫黄や酸素がイオン化し、周囲の電子との衝突を経て極端紫外光を発している。そのため各イオンが発する極端紫外光スペクトルから電子温度を測定することができる。この手法を実現できれば、これまで撮像の手段として確固たる地位を築いた極端紫外光技術にとって新たな展開を迎えることとなる。本研究の目的は、木星磁気圏における高温電子の生成過程解明に必要な地球周回衛星からの継続的な極端紫外光分光観測を実現することである。申請者はこれまで極端紫外光分光撮像装置(EXCEED)の開発を行ってきた。そして本装置を搭載した惑星分光観測衛星(SPRINT-A)は2013年9月にイプシロンロケットより打ち上げられ、2013年12月に木星の観測を開始した。今年度はEXCEEDを衛星本体に搭載して打ち上げ前の総合試験を実施した。衛星本体とEXCEEDとの光学アライメントを測定し、観測に問題ないことを確認した。また打ち上げ後は恒星観測による軌道上での性能評価を実施した。2013年12月に実施した白色矮星GD71の観測結果から、EXCEEDの空間分解能は17秒角であることを確認した。また光量が既知である標準星を観測することで、EXCEEDの絶対感度を較正した。ハッブル宇宙望遠鏡が用いる標準星である白色矮星GD71, HZ2, FEIGEllOを観測し、EXCEEDの感度は波長55-145nmにおいて0.3～1%であることを確認した。EXCEEDは2013年12月から2014年2月のおよそ3か月間木星の連続観測を実施し、期待通りの量と質のスペクトルが得られていることを確認した。恒星観測による較正結果を用いてこれらの連続データを解析すれば、木星磁気圏における高温電子生成過程の解明につながると確信している。

Jupiter's magnetic field is expected to be more than 100 times higher than the temperature of the electron, and the formation process is not explained. The key to solving this problem is that the time variation of the electron temperature around Jupiter can be measured with a time-scale decomposition. Jupiter's moons emit sulfur and sulfur, and their electrons collide with each other to produce extreme ultraviolet light. The temperature of the electron is measured by extreme ultraviolet light. This technique is now available, and the means of imaging are being used to establish the status of extreme ultraviolet light technology. The purpose of this study is to understand the generation process of high temperature electrons in Jupiter's magnetic field and to realize extreme ultraviolet spectroscopy (EUV) measurements of the Earth's orbiting satellites. The applicant is interested in developing an Extreme Ultraviolet Spectroscopic Imaging Device (EXCEED). The satellite SPRINT-A was launched in September 2013 and Jupiter's measurements began in December 2013. This year, the satellite's main body was carried out before the launch of the satellite. The satellite's main body is EXCEED. The performance evaluation of the satellite was carried out after the satellite was launched. In December 2013, the measurement results of the white dwarf GD71 were confirmed. The spatial resolution energy of EXCEED was 17 seconds. The amount of light is known, the standard star is detected, and the sensitivity is corrected. The standard star GD71, HZ2, FEIGEllO was detected by the Cosmic Telescope, and the sensitivity of EXCEED was confirmed at the wavelength of 55-145nm by 0.3 - 1%. EXCEED is expected to confirm the quality of Jupiter's conjunction between December 2013 and February 2014. The correction results of stellar observations are used to analyze the electron formation process at high temperatures in Jupiter's magnetic field.

项目成果

Development of the extreme ultraviolet detector for EXCEED

EXCEED极紫外检测器的开发

• 发表时间: 2013
• 期刊: Proceedings of Symposium on Planetary Science 2012
• 作者: Murakami. G;K. Yoshioka;A. Yamazaki;K. Uemizu;I. Yoshikawa;H. Ishii;K. Uji;F. Tsuchiya;and M. Kagitani
• 通讯作者: and M. Kagitani

Mercury Sodium Atmosphere Spectral Imager (MSASI) on board BepiColombo/MMO

BepiColombo/MMO 上搭载的汞钠大气光谱成像仪 (MSASI)

• 发表时间: 2013
• 作者: Murakami;G;S;Kameda;I. Yoshikawa;O. Korablev;and D;Rees
• 通讯作者: Rees

「かぐや」による子午面撮像が明らかにしたプラズマポーズの形成

Kaguya 经向成像揭示等离子体位姿的形成

• 发表时间: 2011
• 作者: 村上豪;吉川一朗;吉岡和夫;山崎敦;鍵谷将人;田口真;菊池雅行;亀田真吾;中村正人;西村幸敏;J.Bonnell
• 通讯作者: J.Bonnell

EXCEED : an extreme ultraviolet spectrometer onboard SPRINT-A

EXCEED：SPRINT-A 上的极紫外光谱仪

• DOI: 10.1117/12.927244
• 发表时间: 2012
• 期刊: Proceedings of SPIE
• 作者: Murakami. G. K. Yoshioka;H. Ishii. K. Uji;I. Yoshikawa;M. Kagitani;F. Tsuchiya;A. Yamazaki;K. Uemizu
• 通讯作者: K. Uemizu

恒星観測を用いたEXCEEDの機上較正計画

超越使用恒星观测的机载校准计划

• 发表时间: 2013
• 作者: 村上豪;吉岡和夫;山崎敦;土屋史紀;鍵谷将人;坂野井健;木村智樹;上水和典;宇治賢太郎;寺田直樹;吉川一朗
• 通讯作者: 吉川一朗