ロケット観測実験ＣＩＢＥＲを用いた宇宙赤外線背景放射の観測による、初代星の研究

利用火箭观测实验CIBER观测宇宙红外背景辐射研究第一颗恒星

• 批准号: 13J10283
• 负责人: 新井 俊明
• 金额: $ 1.32万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency (2014)The University of Tokyo (2013)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J10283/
• 关键词: 赤外線天文学; 宇宙赤外線背景放射; 惑星間ダスト; 星間ダスト; ロケット観測; 初代星; ダークハロー; 黄道光; Diffuse Galactic Light; スペクトル観測; 偏光観測

本研究は、宇宙債電離期を形成した初代天体の光と、近傍銀河のダークハロー内の浮遊星の光を近赤外線の銀河系外背景放射の観測により解明する事である。また、近赤外線背景放射の観測には前景放射の理解が重要で有る。私はロケット実験CIBERで得た観測データを元に前景放射である銀河内の拡散光、黄道光、背景放射に成分分離した。波長0.8-1.8μm域における銀河内の拡散光のスペクトル観測は世界初である。星間ダストによる散乱モデルとの比較の結果、星間ダストは過去に考えられていたよりも小さなサイズのダストが支配的である事が示唆された。近赤外線波長域における黄道光のスペクトルと偏光スペクトルを世界で初めて観測することに成功した。彗星と黄道光のスペクトルと偏光スペクトルを比較した結果、両者が似ていることから惑星間ダストはMg等を含むシリケイトや非結晶カーボンからできている事が示唆された。背景放射のスペクトルと空間ゆらぎのを測定することに成功した。背景放射は初代星が起源であると考えられており、その空間ゆらぎは数分角～度スケールで大きな振幅を持つことが理論的に予測されていた。また、スペクトルには波長1um付近にピークがある事が予測されていた。観測の結果、背景放射のスペクトルには波長1.5umにピークがあり、知りうる全ての銀河の光の積算値よりも数倍明るい放射が観測された。また、空間ゆらぎには数分角以上の角度スケールにて、知りうる全ての銀河によるEBLゆらぎの予測値を桁違いに超える振幅が観測された。CIBERに「あかり」衛星やSpitzer望遠鏡の結果を加えたゆらぎの波長依存性は、星に類似のλ-3に従い、初代星の理論モデルと一致しないことがわかった。この観測結果を説明する起源として、近傍銀河（Z<<1）の相互作用により剥ぎ取られ、ダークハロー内に浮遊する星々の拡散光（IHL）説が提案された。

This study phase ionization を は, cosmic debt form し た original object の light と, nearly alongside the galaxy の ダ ー ク ハ ロ ー の planktonic star の を near red outside light の extragalactic background radiation の 観 に measurement よ り interpret す る matter で あ る. Youdaoplaceholder0, the background radiation of the near-infrared line is 観, the measurement is に, and the understanding of the foreground radiation is が. The important で is る. Private は ロ ケ ッ ト be 験 CIBER で have た 観 measuring デ ー タ を yuan に prospects radiation で あ る galactic の company, astigmatism, zodiacal light, background radiation に component separation し た. In the wavelength range of 0.8-1.8μm, における, within the Milky Way, <s:1> 拡, astigmatism, <s:1>, スペ, ト, and 観 are used to measure the <s:1> world beginning である. Star between ダ ス ト に よ る scattered モ デ ル と の compare the results between, star の ダ ス ト は に past exam え ら れ て い た よ り も small さ な サ イ ズ の ダ ス ト が で dominated あ る matter が in stopping さ れ た. Nearly bare outside wavelength domain に お け る zodiacal light の ス ペ ク ト ル と polarization ス ペ ク ト ル を め the early で て 観 measuring す る こ と に successful し た. Comet と zodiacal light の ス ペ ク ト ル と polarization ス ペ ク ト ル を compare し た results, struck が like て い る こ と か ら planet between ダ ス ト は Mg etc. Contains を む シ リ ケ イ ト や non-crystalline カ ー ボ ン か ら で き て い が る things in business さ れ た. Background radiation <s:1> スペ ト ト と と と space ゆらぎ を を determination する とに とに successful た た. Background radiation は original star が origin で あ る と exam え ら れ て お り, そ の space ゆ ら ぎ は several points Angle ~ degrees ス ケ ー ル で big き な amplitude を hold つ こ と に が theory to measure さ れ て い た. ま た, ス ペ ク ト ル に は wavelength of 1 um pay nearly に ピ ー ク が あ が る things be さ れ て い た. 観 の measurement results, background radiation の ス ペ ク ト ル に は wavelength 1.5 um に ピ ー ク が あ り, know り う る full て の galaxy の light の integrating numerical よ り several times も Ming る い radiation が 観 measuring さ れ た. ま た, space ゆ ら ぎ に は の Angle more than a few points Angle ス ケ ー ル に て, know り う る full て の galaxy に よ る EBL ゆ ら ぎ の to measure numerical を girder violations い に super え る amplitude が 観 measuring さ れ た. CIBER に "あ か り" satellite や Spitzer telescope の result を え た ゆ ら ぎ の wavelength dependence は, star に similar の lambda - 3 に 従 い, original star の theory モ デ ル と consistent し な い こ と が わ か っ た. こ の 観 measurement result を す る origin と し て, nearly alongside the Milky Way (Z < < 1) の interaction に よ り peel ぎ take ら れ, ダ ー ク ハ ロ ー within に planktonic す る star 々 の company, astigmatism (IHL) said が proposal さ れ た.

项目成果

Measurements of the mean diffuse galactic light spectrum in the 0.95 μm to 1.65 μm band from CIBER

CIBER 测量 0.95 μm 至 1.65 μm 波段的平均漫射银河光谱

• 发表时间: 2015
• 期刊: The Astrophysical Jornal
• 作者: Arai;T.; Matsuura;S.; Bock;J.; Cooray;A.; Kim;M. G.; Lanz;A.; Lee;D. H.; Lee;H. M.; Smidt;J.; Matsumoto;T.; Nakagawa;T.; Onishi;Y.; Korngut;P.; Shirahata;M.; Tsumura;K.; Zemcov;M.
• 通讯作者: M.

On the origin of near-infrared extragalactic background light anisotropy

• DOI: 10.1126/science.1258168
• 发表时间: 2014-11
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: M. Zemcov;J. Smidt;T. Arai;J. Bock;A. Cooray;Y. Gong;Min Gyu Kim;P. Korngut;A. Lam;Dae-hee Lee;T. Matsumoto;S. Matsuura;U. Nam;G. Roudier;K. Tsumura;T. Wada

CIBER/LRSによる赤外線波長域における黄道光の偏光分光観測

使用 CIBER/LRS 对红外波长范围内的黄道光进行偏振光谱观察

• 发表时间: 2014
• 作者: Korngut P. M;Renbarger T;Arai T;et al.;新井俊明
• 通讯作者: 新井俊明

The Cosmic Infrared Background Experiment (CIBER) : The Low Resolution Spectrometer

宇宙红外背景实验 (CIBER)：低分辨率光谱仪

• DOI: 10.1088/0067-0049/207/2/33
• 发表时间: 2013
• 期刊: Astrophysical Journal. Supplement Series
• 作者: Tsumura K;Arai T;et al.
• 通讯作者: et al.

宇宙赤外線背景放射観測プロジェクト

宇宙红外背景辐射观测项目