南極からの赤外線天文学
進捗状況
南極天文コンソーシアム
赤外線チーム~2m Infrared Telescope
南極天文コンソーシアム
中井直正、瀬田益道 (筑波大学)
市川隆、岡野章一、坂野井健((東北大学)
田口真(立教大学)
高遠徳尚、浦口史寛、家正則 (国立天文台)
栗田光樹夫(名古屋大学)
10m THz Radio Telescope研究協力者
植村誠（広島大学）
南極天文台での赤外線観測による変光星・突発天体現象の研究
川勝望(国立天文台)、長尾透 (愛媛大学)
PAH mappingにより若い星の空間構造
一本潔 (京都大学)
太陽全面の長期高解像モニター

光・赤外線コミュニティーでの位置づけ

OAO3.8

TMT

SPICA

南極
＜5億円+極地研の協力～TAO

南極天文の位置づけ、意義◆大学で可能なチャレンジ
新しいサンエンスの芽の開拓
将来への展望インフラを最大限に活用。安価に進める◆装置開発の継続
一度実験室が消えると回復は大変◆大プロジェクトを支える人材育成、技術開発
TMT、SPICAでは教育に手が出せない南極における天文基地
Dome F(3810m)

Syowa Station
Dome A(4040m)
1000kmSouth Pole(2835m)

Dome C(3250m)

日本は地球上で最も良いサイトに基地を持つ(?)
天気が良い (快晴率 ~85%)
水蒸気量が少ない(PW<0.2mm)、安定している
温度が低い(冬の平均-70℃)
シーイングが良い(?)

大気モデルによるとDome Fujiの接地境界層が最も薄い(地上冬20m)
Swain & Gallee (2006)

接地境界層の上のシーイングは波長0.5μmで~0.3"(冬のDome C,地上30m、実測)
Agabi+ (2005)
Lawrence+ (2006)

要調査日本の南極基地

ドームふじ基地

標高3810 m (0.6気圧)

200GHzラジオメーター

2007年2月

SODAR

南極の特徴I. 低背景ノイズ

Near-Infrared

2007/12/20
T. Ichikawa

Transmittance in winter at Dome Fuji
altitudetemperature

PWblueDome Fuji

3810m

-70℃

0.2mm

redMounakea

4200m

0℃

1.0mm

calculated with LBLRTM (Line-By-Line Radiative TransferModel) (http://www.rtweb.aer.com/main.html)

Mid-Infrared

テラヘルツ帯の透過率(青 ドームふじ、赤 マウナケア)

Sky radiation in winter at Dome Fuji
altitudetemperature

PW

blue

Dome Fuji

3810m

-70℃

0.2mm

redMounakea

4200m

0℃

1.0mm

Near-Infraredcalculated with LBLRTM (Line-By-Line Radiative Transfer
Model) (http://www.rtweb.aer.com/main.html)

Mid-Infrared

Far-Infrared

Comparison with Subaru for 2.5m Antarctic Telescope
flux in μJy

SPIZER1.6μJy@3.6μm

Widest and Deepest High-Redshift Survey~2m望遠鏡 + (Kdark、3.4μm)カメラ
MUDS

AIR-FOX(KAB, 5σ)Depth(KAB, 5σ)

FIRES

MODS

SDF

8m telescope

VLT GOODS-S

MUSYC

Survey area (arcmin2)

4m telescope南極の特徴II. 長い極夜Transit identification of long-period extra-solar planets
Probability of chance for multiple observation of transit (1-year monitoring)

Takato (2008)

AIR-FOX
Antarctic InfraRed astronomy at dome Fuji Observatory eXplorer
AIR-T-40 Antarctic InfraRed Telescope (40cm)
AIR-C1 Antarctic InfraRed Camera 1
AIR-C3 Antarctic InfraRed Camera (3 bands)
AIR-T-200 Antarctic InfraRed Telescope (2m)
AIR-Solar Antarctic InfraRed Solar telescope (40cm)
AIR-HET10 Antarctic InfraRed Heterodyne Spectrograph (10μm)
AIR-Trans Antarctic InfraRed Transit telescopeetc.

AIR-T-40
40 cm Antarctic
Infra-Red
Telescope－80度でも運用できる
リモート望遠鏡

大気の擾乱や透過率の測定
天文学の初期成果日本で一番寒い北海道陸別町での極寒期の駆動実験(2008年2月)

軽量、容易な運搬容易な組み立て

マイナス23℃にて、装置を暖めることなく、正常に動作

低電力
小型風力発電装置による駆動実験成功

3色赤外線カメラ AIR-C3Kdark (2.4μm)
3.4 μmL'(3.8 μm)
Lundock+ (2008)

ロードマップ
これまでの経過2005年12月 極地研と協議開始
2007年 2月 第48次南極観測隊による初の天文サイト調査
2008年 6月 南極研究観測シンポジウム(極地研)
南極地域観測第Ⅷ期（2010-2015）
重点研究観測の公開ヒアリング「南極からの天文学」(中井)2008年 7月 SCAR(南極研究科学委員会)の代議員会議において、「Astronomy & Astrophysics in Antarctica」が主要4課題のひとつに採択(提案メンバーに市川も参加)

今後の予定(期待)2009/2010

簡易赤外線分光器による大気吸収量の測定
30m気象タワーと超音波風速計の設置(CT2)

2010/2011

極地研によるドームふじ基地再建(?)
40cm望遠鏡の設置
夏期観測(太陽、金星、火星)
昼間のシーイング測定
40cm望遠鏡によるリモート越冬観測
2mクラス望遠鏡の建設調査

2011/2012
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2016年

(2mクラス望遠鏡設置)

ドームふじへの天文環境調査用ユニット設置計画
2011年
エンジンモジュールオーストラリアグループとの共同調査装置モジュール (ドームA)

ドームAに設置されたオーストラリア・中国隊のweb camera

2008年5月30日 ドームA

ドームふじに2011年以降に設置して、モニター観測を計画

2011年以降複数台の小型望遠鏡の設置
2mクラス望遠鏡設置の検討

参加大学・機関を募ります以上(質疑応答 — Q:質問, A:回答, C:コメント — 氏名無しは発表者の発言, 敬称略)
(Q) 南極だと観測にオーロラの影響が出ないか？ (大西)(A) K バンドであれば大丈夫という報告例がある。なるべく NIR での観測を行いたい。