極端紫外光をもちいた惑星プラズマ観測の新たな展開

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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。