宇宙科学データアーカイブ(DARTS)の教育利用
吉野良子 (宇宙航空研究開発機構/宇宙科学研究所）

宇宙科学研究所では、主に JAXA の科学衛星が取得した天文学・太陽物理学・太陽地球系物理学・月惑星科学・微小重力科学等の他分野にわたる宇宙科学データを DARTS (Data ARchivesand Transmission System)から公開している。DARTS ではデータのダウンロードの他、検索システ
ムや簡易解析アプリケーション等も公開されている。研究者を対象としたデータアーカイブであるが、中には教育に活用できるコンテンツが含まれており、本発表ではいくつかの例とともに紹介を行った。宇宙科学研究所が取得した科学データを教育にも活用できるよう、ご意見・ご提案があればぜひいただきたい。

【JUDO2 (http://darts.isas.jaxa.jp/astro/judo2)】
電波からγ線まで、様々な波長で観測された天体画像を表示できるアプリケーションである。マウスを使って移動、拡大、縮小ができ、宇宙を散歩しているような体験ができる。２つの画像の重ね合わせや、それぞれの透明度を調整することができ、異なる波長での天体の見え方を比較できる。各天体への詳細情報ページへのリンクも貼られている。いくつか例を紹介する。

[図 1: JUDO2 トップ画面]

・おとめ座銀河団
銀河系の近傍にある銀河団である。図 2 は可視光（スローン・デジタル・スカイサーベイ）と X 線(すざく)の画像を重ね合わせたもの。可視光ではたくさんの銀河が見えているが、X 線では大きく広がった高温ガスが見える(JUDO2 へ)。どこまで高温ガスが広がっているかを調べるために、すざく衛星で、銀河団 の端から端までをポインティングを行った。図 3 がポインティング観測を行った領域で、四角がすざく検出器の視野である。(JUDO2 へ） (すざくプレスリリースへ)[図 2:可視光と X 線の重ね合わせ][図 3: すざくによるポインティング観測]・ペルセウス銀河団
ペルセウス座の方向にある銀河団である。図 4 は X 線(すざく衛星)と可視光(スローン・デジタル・スカイサーベイ)の比較で、おとめ座銀河団と同様に可視光は銀河、X 線では高温ガスが見えている(JUDO2 へ)。すざく衛星で、端から端まで観測を行った(JUDO2 へ)。図 5 は Chandra 衛星画像の上に、ひとみ衛星の画像の重ね合わせたもので、四角がひとみ検出器の視野である。ひとみ衛星は短い寿命だったが、世界最高精度のペルセウス銀河団の X 線エネルギースペクトルを取得した。 (JUDO2へ）（ひとみプレスリリースへ)[図 4: 可視光と X 線の重ね合わせ][図 5: Chandra にひとみ画像を重ね合わせ]・はくちょう座ループ
数千年前に起きた超新星爆発の残骸である。図 6 はあかりによる赤外線、すざくによる X 線観測を重ね合わせたもので、四角はすざく検出器の視野である。（JUDO2 へ） 赤外線でも X 線でも、爆発して広がっていく殻（シェル）の部分が明るく光っている。 研究対象として殻の部分が面白いため、すざくでは殻を中心的に観測した。X 線で赤く見えるのは低温であるため（数 100 万度程度； 低エネルギーX線を赤く、高エネルギーX 線を青く表示している）。

[図 6: 赤外線と X 線画像の重ね合わせ。殻を中心に観測が行われている]・かに星雲
おうし座にある超新星残骸。X 線で非常に明るく、ほぼ光度が一定なので、標準光源とし X 線装置の機器較正に用いられる。図 7 は X 線(Chandra 衛星)と可視光の重ね合わせ。Chandra は視力が良い
ので、X 線できれいなイメージが取得できる。中心に明るい中性子星があり、円盤とジェットが存在することがわかる。 (JUDO2 へ)[図 7: 可視光と X 線の重ねあわせ。X 線では円盤とジェットが見える]

・銀河系中心私たちの銀河中心。巨大ブラックホールが存在する。図 8 は可視光(デジタル・スカイ・サーベイ)と赤外線(WISE)の画像で、可視光では塵に覆われて真っ暗だが、赤外線は塵を透過するので明るい。
(JUDO2 へ) (図 8 では赤外線は表示されていない。JUDO2 へのリンクから透明度を調節してみてほしい）。図 9 は様々な X 線衛星の視野(すざく、あすか、XMM)を表示したもの（JUDO2 へ)。 いろいろな衛星が何度も繰り返して観測している。 すざくでは青く見えるのは、高エネルギーの X 線で強いため（1 億度程度の高温プラズマ）。

[図 8: 可視光の画像][図 9: 様々な X 線衛星の視野]

・はくちょう座 X-1
有名なブラックホール天体である。ブラックホールと通常の星（主系列星）の連星系。図 10 は可視光とX 線(ROSAT 衛星の全天サーベイデータ)の重ね合わせである。(JUDO2 へ) (図 10 では X 線は表示されていない。JUDO2 へのリンクから透明度を調節してみてほしい）。可視光では明るいが、それほど目立たない。拡大すると青い星が見える。これはブラックホールではなく、伴星。X 線では、この明るく、ブラックホールの周りの降着円盤が強い X 線を出している。

[図 10: 可視光の画像]

以下も興味深い天体である。詳細は JUDO2 へのリンクを参照されたい。
・さそり座 X-1
全天で一番 X 線で明るい星だが可視光ではそれほど目立たない。可視光（DSS）と X 線（あすか）の重ね合わせ(JUDO2 へ)。 明るすぎて、正面で見ると 壊れてしまうので、あすかでは視野を外して、視野の外から漏れ混む X 線のみを見た。拡大していくと、可視光で見えてくる。
・超新星 1987A、大マゼラン雲 (LMC)

可視光(DSS)と X 線（すざく）の重ね合わせ。面白い天体が多い領域のため、何度も X 線で観測されている(JUDO2 へ)。あかり中間赤外線カメラでも、視野を少しずつずらして、LMC 全体をカバーするモザイク観測を行った。 背景は、WISE の全天赤外線画像 (JUDO2 へ)。SN1987A 領域を拡大。可視光(SDSS)と X 線（XMM）の重ね合わせ (JUDO2 へ)・イータカリーナ
銀河系で一番重い星。赤外線（Spitzer）と X 線（すざく）の重ね合わせ。 (JUDO2 へ)・M81/M82
仲良く並んでいる銀河たち。可視光（DSS）と X 線（すざく）の重ね合わせ。 (JUDO2 へ)・黄北極領域 (North Ecliptic Pole; NEP)
「すざく」や「あかり」は、太陽パネルと望遠鏡が 90 度離れているので、太陽が黄道上を移動するとき、NEP は一年中観測できる (JUDO2 へ)・異なる波長（エネルギー）の比較
MAXI による、銀河面。 高ネルギーの X 戦と低エネルギーの X 線で、まったく違って見える。低エネル
ギーX 線（赤色）で明るいのが超新星残骸、高エネルギーX 線（青色）で明るいのは、ブラックホールや中性子星 (JUDO2 へ)・星座星座を表示することもできる。 (JUDO2 へ)【UDON2 (http://darts.isas.jaxa.jp/astro/udon2/udon2.html)】
ウェブブラウザのみを用いて、DARTS に保管されている様々な高エネルギー天文衛星データを解析でいるアプリケーションである。X 線はエネルギーが高い（波長が短い：1 〜 10-5 nm)ため、波動性より粒子性が強く、１つ１つの光子の到来を個別の事象（イベント）として検出することができる。光子ごとにエネルギー、到来方向、到来時刻を測定可能であり、スペクトルや光度曲線を抽出することができる。
UDON2 ではひとみ, すざく, あすか, MAXI の観測データから、領域を指定してスペクトルや光度曲線、X 線のエネルギー分布に応じた疑似カラー画像が表示できる。JUDO2 から UDON2 へのリンクも貼られている。図 11 は UDON2 の使い方である。画像上でマウスを使って興味のある領域を選択し、[Submit]ボタンを押下するとその領域の光度曲線が表示される。[Spectrum]ボタンを押下するとスペクトル表示に切り替わる。

[図 11: UDON2 の使い方]
UDON2 のサンプルページ (http://darts.isas.jaxa.jp/astro/udon2/sample.html)にいくつかの天体のUDON2 へのリンクがあるので、ぜひ手を動かして体験していただきたい。

【Astro 統合検索 (https://darts.isas.jaxa.jp/astro/query/)】
DARTS に収蔵されている天文データの一括検索システムであり、衛星横断で検索することができるアプリケーションである。検索方法は３種類用意されている; (i) Basic Search : 天体名もしくは座標と検索範囲半径を入力してデータを検索、 (ii) / (iii) SQL/ADQL Search : データベース言語 SQL のコマ
ンド、もしくは ADQL(SQL の天文拡張版）のコマンドを入力し、より詳細な検索条件を指定可能。使用方法を図 12 に示す。

[図 12: Astro 統合検索の使用方法]

【衛星観測データを用いた宇宙科学 (http://www.isas.jaxa.jp/home/ttamura/classroom/)】
DARTS の天文データを主に用いた大学生・一般向け宇宙科学の教材であり、科学研究費補助金(2007-2009 年度；基盤研究 B;課題番号 19300270)によって製作された。実習形式で、データとツールをダウンロードして自分の手を動かして答えにたどり着くことができる。

【天文以外のコンテンツ】・宇宙の小箱（http://www.isas.jaxa.jp/home/showcase/)
DARTS の様々なデータを、一般向けにわかりやすく、画像や映像として表示しているサイトである。
「宇宙カレンダー」では 1990 年から今までの、それぞれの日に観測されたデータを見ることができる。
また、宇宙の電波を音として聞くこともできる。

・DARTS 太陽 (http://darts.isas.jaxa.jp/solar/yohkoh/data/movies_contents.html )ようこう衛星が見た 1991 年から 2001 年の太陽活動の様子を動画にしたもの。太陽にはよく知られた11 年周期が一目でわかる。1991 年頃は非常に活発、1996 年頃は活動が弱く、1999 年頃からまた活発になっている。

・かぐや衛星が取得した月データ
NHK のハイビジョンカメラが撮影したムービー一覧を掲載している。
(http://darts.isas.jaxa.jp/planet/project/selene/hdtv/pdap/?RETURN_TYPE=HTML&RESOURCE_CLA
SS=HDTV_PRODUCT&LOCALE=ja&DISPLAY_ORDER=PRODUCT_ID )KADIAS (http://kadias.selene.darts.isas.jaxa.jp/index_j.html )ではインターアクティブに月面を散歩しながら、いろいろなデータを重ねて表示することができる。