V203a

日本天文学会秋季年会 2021.9.13

JASMINE計画の概要と全体状況
JASMINE：Japan Astrometry Satellite Mission for INfrared Exploration

郷田直輝（国立天文台JASMINEプロジェクト）
JASMINEチーム、Exo-JASMINEチーム

11. ミッションコンセプト

JASMINE：Japan Astrometry Satellite Mission for INfrared Exploration
超高精度位置天文観測およびトランジット法による系外惑星探索
 口径40cm程度 超高安定望遠鏡
 国産赤外線検出器(InGaAs)• 観測波長：1.1-1.6μｍ、2k×2k画素 ×4(TBD)
 JAXA宇宙研の公募型小型計画3号機
イプシロンSロケットによる打上げ
2028年打上げ予定（内閣府宇宙基本計画工程表（令和２年度改定））
 衛星重量550kg (wet) 程度 太陽同期軌道・高度550km以上、3年間観測★JASMINEの大目的である位置天文学(アストロメトリ)：○恒星の動きを正確恒星までの距離や運動(位置天文パラメータ)を決定。観測天文学の基礎となる手段。
○精度の高い測定大気揺らぎの影響を受けない宇宙軌道上で観測。
＊距離の不定性が少ない年周視差精度○さまざまな種類の天体が密集している銀河中心バルジ方向の探査
ではGaiaより100倍程度以上多くの塵やガスによる吸収の影響を受けにくい近赤外線での観測。
星を測定できる。
○観測装置の安定性とデータ解析の工夫により超高精度を達成
10万個におよぶ恒星を観測。最高精度25マイクロ秒角の位置天文パラメータを決定。
天の川銀河が誕生以降、どのような変化を遂げて現在の姿に至ったか、その中で太陽系がどのような経路を辿ってきたか、という人類誕生にも関わる謎を紐解く手がかりを得る。
★JASMINEのもう1つの大目的：トランジット観測による晩期M型星周りの生命居住可能領域にある地球型惑星探査を行う。
生命が存在する可能性がある惑星候補を見つける。 2

可視光位置天文観測衛星Gaia(ESA：2013年~2025年？)
Gaia･太陽系近傍･広域のハロー星･バルジ/バー構造の上層部･銀河円盤上層部･全天サーベイ･３回目公開(2020.12)の中間データでは、約15億個の星の位置天文情報。
年周視差精度は明るい星で20~30μas画期的！天の川銀河研究の大革命が起こってきている！！

赤外線(1.1~1.6μm)位置天文観測衛星
JASMINE
･中心核バルジ相補的･中心近くの銀河円盤･星間ガスに覆われた星形成領域

Gaiaでは測定困難な領域あり！

JASMINEのユニーク性！

ミッションの科学的意義
銀河中心考古学

1．ハローの構造･形成史（銀河考古学）
2．太陽系近傍や反中心方向の銀河円盤の速度構造
3．バー構造のサイズ･回転速度

銀震学
オリジナル版
馬場淳一作

中心核バルジは“歴史の宝庫”
様々な年齢をもつ星が年代に応じて、異なった空間構造と系統的な運動分布をして今も存在している。

1．中心核バルジの構造（天の川銀河誕生時の構造の痕跡？）
2．中心核バルジ内の円盤構造の形成時期
バー構造の形成時期を決定
太陽系が銀河内部から移動を開始する時期
地球誕生や人類の誕生にも影響
3．超巨大ブラックホールの質量成長
4．内部円盤の振動＋様々な分野、対象に対する科学成果

中心方向以外：低質量星周りの生命居住可能領域にある地球型惑星探査

高頻度長時間モニター可能

32． JASMINEのミッション概要○JASMINEの仕様案（今までのベースライン） ベースラインの変更を
主鏡口径：30cm、焦点距離： 3.9m
検討中
視野面積：0.6度×0.6度
国産赤外線センサー
アストロメトリ用検出器：HgCdTe（4k×4k)1個 H4RG(Teledyne社）の宇宙用化開発へ
アストロメトリ用観測波長：1.1～1.7ミクロン
切り替え
衛星重量：約550kg(RCS込み）〇観測データは、天体の天球面上での位置および測光の時系列データ、およびそれを解析した、天体毎の年周視差、固有運動なども提供。
イプシロンSロケットでは打上能力が〇軌道：太陽同期軌道（高度約550km以上)(tentative) アップされるため、高度は再検討中〇観測期間：3年間程度〇時系列データは、約50分間の連続撮像、その後約50分間の非観測時間、 銀河中心方向の観測領域
そして再度 約50分間の連続撮像データ。
観測の総時間までJ, H, K tricolor composite image of the Galactic center area(imaged
それが繰り返される。
by SIRIUS on the Nagoya University IRSF 1.4m telescope:
Nishiyama et al.,2004 Spring Astronomical Society Press Release).
The survey area of Small-JASMINE is written with the green line.

43．進捗状況＊地上用に開発された国産赤外線検出器の宇宙用化開発• 地上用に開発された天文観測に適する高性能な国産赤外線検出器(InGaAs)宇宙用化
JASMINEにも搭載する方針に変更。
＊この検出器のスペックJASMINEへの搭載可能性を確認（望遠鏡の一部の仕様は変更）

なお、この検出器開発はJASMINEに限らず今後の宇宙科学ミッションの共通の技術領域の一環として宇宙研における技術開発の中で位置づけ、開発内容・体制の構築を進めている。
• 検出器試作品に対して放射線照射試験を段階的に実施。
(i)Co60 照射試験＠東工大(2020年9月)、(ii)陽子照射試験@高崎量子応用研究所(2021年6月）• センサチップ開発、エレキ開発、熱構造検討に関して、JAXAを中心として、国立天文台JASMINEプロジェクト&先端技術センターが協力して各々の担当メーカと共に開発を進めていく体制が構築された。
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★進捗状況（続き）＊衛星システムの成立性検討：• 国産検出器の特性を最大限に活かす
光学系要求事項を含む衛星検討ベースライン案を変更• 衛星システムの実現可能性、光学系の実現可能性の見通しのfeasibility studyを複数の衛星メーカ候補と実施。
最大の課題はリスク削減を行い、コスト削減の目処をつけること。
＊目処はつきはじめてきたが、今後、さらに精度をあげていく＊地上系の検討：
地上系：衛星の運用 (計画立案・コマンド作成を含む)、データ受信・利用・アーカイブ等に関連する地上設備・インフラ (ソフトウェアを含む)

JAXA宇宙研のC-SODA(科学衛星運用・データ利用ユニット）が、JASMINEに対して対応・調整をして頂くことになり、検討が開始。
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★進捗状況（続き）＊データ解析の検討：

詳細は、V205（大宮氏）の講演参照

End-to-End simulation：e2eシミュレーショングループの活動(JASMINE Consortiumのデータ解析WG)

・データ解析ソフトウェアの実装を進め、想定されるノイズ源を反映させたEnd-to-End simulationを行うための開発を若手を中心とした十数名程度のメンバーで精力的に行っている。
・Heidelberg大学との国際協力の進展＊定期的な会合＊1週間連続のオンラインワークショップ開催予定（２０２１年１０月）＊JASMINEの検討のための旅費をHeidelberg大学で獲得。
＊Heidelberg大学から、ドイツ宇宙機関(DLR)へJASMINEのデータ解析のためのポスドクの雇用経費を申請中。

推進体制
国立天文台 JASMINEプロジェクト

JAXA宇宙科学研究所

片坐宏一(プリプロジェクトチーム長)
臼井文彦、磯部直樹、和田武彦(検出器開発)

郷田直輝(プロジェクト長)
鹿野良平、上田暁俊、小宮山裕(併任)、辰巳大輔、辻本拓司、
馬場淳一、三好真、矢野太平、鹿島伸悟、宇都宮真、間瀬一郎

E2Eシミュレーショングループ(データ解析WG)

国立天文台 先端技術センター

山田良透(グループ長：京都大学)、鈴木大介(阪大)、河原創、上塚貴史、大澤亮、福井暁彦(東大)、平野照幸(東工大)、大宮正士(ABC/国立天文台)、泉浦秀幸、津久井崇史(国立天文台)、 服部公平(統数研)、
立川祟之(高知工専)、吉岡諭(東京海洋大)鵜澤佳徳(センター長)
平林誠之(技師長)、
満田和久(技術連携主幹)、末松芳法(光学)、中屋秀彦(検出器)、大渕喜之、浦口史寛(熱構造)

Exo-JASMINEチーム (トランジット観測による地球型惑星探査)

河原創(チーム長：東大)、増田賢人(阪大)、小玉貴則、福井暁彦(東大)、葛原昌行、大宮正士、小谷隆行(ABC/国立天文台)、平野照幸(東工大)、山田亨(JAXA宇宙科学研究所)

White
JASMINE Consortium
Paper
WG-A(Data Analysis)、WG-B(Science Validation and Preparation)、WG-C(Outreach)の河田大介 (リーダー：MSSL/UCL)、国内外60名の研究者(2021年4月現在)
執筆

国際協力

ARI Heidelberg University

Michael Biermman, Wolfgang Löffler

U.S. Naval Observatory

Bryan Dorland, Nathan Secrest

★JASMINE Consortium (JC)の設置（代表：河田(UCL): ６０名程度(2021.4現在）の研究者）

サイエンス検討（様々な分野）
コミュニティ：光赤外、理論、X線天文学、電波天文学、重力波…
研究対象：銀河系力学･進化、巨大BH、星団・星形成、＋他の観測
BH･ダークマター探査、…

WG-A: Data Analysis
データ解析手法の確立とソフトウエア開発

プロジェクトとの連携＊ビッグデータを扱う光赤外観測プロジェクト、系外惑星観測、…
＊Gaiaのデータ解析チームとの国際協力＋WG-B: Science Validation and Preparation
科学目標達成に向けてのシミュレーションデータ(模擬カタログ）などを使っての準備

WG-C: OutreachJASMINEの成果を広く社会に還元するためのアウトリーチ活動＊公開のJC meetingを毎年度開催。Science Workshopも兼ねる。

是非、ご出席下さい（今年は、12月7～8日にオンラインで開催）。
＊JCへのご参加も是非、よろしくお願いします。

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今後もよろしく御願いしますJasmine10