イオン画像望遠鏡を用いた科目横断型デジタル教材の開発

本研究では、東京学芸大学の40cm光学望遠鏡に複数の狭帯域フィルターを搭載することで、天体の様々な輝線撮像データを取得し、これらから輝線天体の物理的・化学的性質をイオンという観点から考察する科目横断的な学習教材を作成することを試みる。初年度にあたる2022年度は、本研究の観測装置である東京学芸大学40cm望遠鏡と冷却CCDカメラの性能評価と、最も一般的な輝線である水素イオン起源のHαλ6563輝線と、その短波長および長波長側に隣接する窒素イオン起源の[NII]λ6548輝線と[NII]λ6583輝線を観測対象とした4枚の狭帯域フィルターの設計と作成を行った。40cm望遠鏡と冷却CCDカメラの性能評価では、1) 冷却CCDカメラの冷却時間、2) ドーム・フラット画像の平坦性の確認、を行った。1) については、冷却CCDカメラの設定冷却温度－10℃～－30℃において、冷却開始から6分～7分でCCDの冷却が完了することが確認できた。2) については、既存の広帯域フィルターであるJohnson-Cousins システムのV, Rc, Icフィルターを用いて、設定冷却温度-10℃におけるドーム・フラット画像とトワイライト・フラット画像の比較を行った。三つのフィルターのいずれにおいても、トワイライト・フラット画像に比べて、ドーム・フラット画像の中央付近が暗く、外縁部が明るくなる傾向が見つかった。ただし、この違いは、定量的にはV, Rc, Icバンドにおいて、0.69%、0.71%、0.57%程度と小さく、ドーム・フラット画像はトワイライト・フラット画像の代用として使用可能であることが確認された。狭帯域フィルターについては、Hα、[NII]λ6548、[NII]λ6583の3輝線の画像を分離することを目的とした、4つの狭帯域フィルターを設計、作成した。

本研究では、東京学芸大学の40cm光学望遠鏡に複数の狭帯域フィルターを搭載することで、天体の様々な輝線撮像データを取得し、これらから輝線天体の物理的・化学的性質をイオンという観点から考察する科目横断的な学習教材を作成することを試みる。初年度にあたる2022年度は、本研究の観測装置である東京学芸大学40cm望遠鏡と冷却CCDカメラの性能評価と、最も一般的な輝線である水素イオン起源のHαλ6563輝線と、その短波長および長波長側に隣接する窒素イオン起源の[NII]λ6548輝線と[NII]λ6583輝線を観測対象とした4枚の狭帯域フィルターの設計と作成を行った。40cm望遠鏡と冷却CCDカメラの性能評価では、1) 冷却CCDカメラの冷却時間、2) ドーム・フラット画像の平坦性の確認、を行った。1) については、冷却CCDカメラの設定冷却温度－10℃～－30℃において、冷却開始から6分～7分でCCDの冷却が完了することが確認できた。2) については、既存の広帯域フィルターであるJohnson-Cousins システムのV, Rc, Icフィルターを用いて、設定冷却温度-10℃におけるドーム・フラット画像とトワイライト・フラット画像の比較を行った。三つのフィルターのいずれにおいても、トワイライト・フラット画像に比べて、ドーム・フラット画像の中央付近が暗く、外縁部が明るくなる傾向が見つかった。ただし、この違いは、定量的にはV, Rc, Icバンドにおいて、0.69%、0.71%、0.57%程度と小さく、ドーム・フラット画像はトワイライト・フラット画像の代用として使用可能であることが確認された。狭帯域フィルターについては、Hα、[NII]λ6548、[NII]λ6583の3輝線の画像を分離することを目的とした、4つの狭帯域フィルターを設計、作成した。