ミッション要求
科学的目標

望遠鏡の口径コアとなる望遠鏡の口径
望遠鏡の温度（解像度,WFE
波長領域（集光力）の要求あり）

感度

波長分解能
(λ/⊿λ）

観測装置の視野

観測期間

運用（時期）

データ量（平均、ピーク）

観測装置「種族III天体」の候補である遠方（赤方偏移７以上）、（低金属量１０－４以下）の星からの電離輝線を、放射エネルギーが赤方偏移した赤外線領域の分光観測で検出する。これにより種族III天体の存在を明らかにする。さらに「種族III天体」の形成時の分子雲冷却にかかわる水素分子輝線（赤方偏移３以上）を赤外線分光観測で探査し「種族III天体」形成の証拠を探る。

中間赤外、遠赤外線

6.0K以下（フルサクセス）
3.5m以上5.5K以下（エクストラサクセス）

3.5m以上フルサクセスは未検討。
エクストラサクセスでは、1E-20
W/m2 以上>700

Halpha search :>TBD arcmin

TBD年以上JWST, TMT

平均＜４Ｍｂｐｓ
ピークＴＢＤMIRACLE
BLISS

宇宙遠赤外線背景放射を、「あかり」の3倍以上の空間分解能により個別の遠赤外線天体に分解する。さらに個別天体を取り除いた遠赤外線背景放射ゆらぎを評価し、多波長相関解析等からその起源を解明する。

遠赤外6.0K以下（フルサクセ
2.5m以上 (fullス）
success)
5.5K以下（エクストラ
3.5m以上 (extra)
サクセス）

2.5m以上撮像：
100uJy @ 70um以上(フル）50uJy@70um以上（エクストラ）

several> 1 arcmin

１年以上

ALMA

平均＜４Ｍｂｐｓ
ピークＴＢＤMIRACLESAFARI
BLISS

赤方偏移３までの銀河について、中間・遠赤外線中分散広帯域分光観測を行ない、PAH放射や原子の電離輝線・分子輝線を効率的に捕らえ、その銀河の星間環境と星間ダストの性質を明らかにする。これにより、他波長のように星間塵の吸収補正の不定性なく、初期の宇宙（90億年前まで)の銀河の物理化学状態を明らかにする。

中間赤外、遠赤外線6.0K以下（フルサクセス）
3.5m以上5.5K以下（エクストラサクセス）

2.5m以上MIRACLEMIRMESSAFARI
BLISS

星間塵の影響を受けない赤外線撮像・分光観測により、他の手法では観測が困難な星間塵に囲まれた形成中の超巨大ブラックホールを、現在の宇宙から初期宇宙に至るまで広く探査し、ＴＢＤ個のサンプルを構築する。これと、銀河形成史の観測結果とをくみあわせて、銀河の進化における超巨大ブラックホールの役割を解明する。

中間赤外、遠赤外線

2.5m以上 (full6.0K以下（フルサクセsuccess)ス）
3.5m以上 (extra)

3.5m以上中間赤外、遠赤外線

6.0K以下（フルサクセス）
3m級以上
5.5K以下（エクストラサクセス）

星形成活動のピーク(70－100億年前、z=1~2)があったとされる時代までの初期宇宙において、放射エネル
ギーが赤方偏移してきた赤外線領域で、大規模構造をトレースできるほどの広い天域（~300メガパーセク相当)をサーベイし、銀河団や大規模構造を観測する。これにより、宇宙星形成史・質量集積史および銀河進化に対する環境効果を解明する。

3.5m以上分光（遠赤外）：1E-19 W/m2 以上（フル）1E-20 W/m2 以上（エクストラ）

20uJy @20um以上（フル）
ＴＢＤ以上（エクストラ）

中間赤外：
5uJy以上（フル）
1uJy以上（エクストラ）
遠赤外：100uJy以上（フル）50uJy以上（エクストラ）

表３．( 1/3 ) SPICAミッション要求

100 & >700

> 1 arcmin

１年以上

平均＜４Ｍｂｐｓ
JWST, TMT. ALMA
ピークＴＢＤseveral (FIRimaging)>100> 1 arcmin

１年以上

JWST, TMT, IXO

平均＜４Ｍｂｐｓ
ピークＴＢＤMIRACLEMIRMESSAFARI

several> 4 arcmin (フルサクセス）> 6 arcmin (エクストラサクセス）

１年以上

JWST, TMT

平均＜４Ｍｂｐｓ
ピークＴＢＤMIRACLESAFARIミッション要求
科学的目標–25Mpc以内の近傍銀河内で起こるダスト形成の兆候が見られる超新星(~5個以上)について、爆発後から１～２年間に複数回のデータ取得を行う。これにより、超新星放出ガスからダストが新たに凝縮する過程、また、それらが既存の星周ダストの温度(数百度K)に冷える過程の中間赤外スペクトル変化を調べ、超新星ejecta中で形成されるダストの組成、サイズ分布、質量を詳細に制限する。

系内、及びマゼラン雲中のAGB星、惑星状星雲、新星など進化した中小質量星約30個の星周の希薄なダストシェルを空間分解し、撮像情報から過去の質量放出とダスト形成の歴史を調べる。また星周の分子・ダストシェルの中間赤外~遠赤外分光データから、分子・ダストシェルの組成を調べ、放出ガスから形成されたダストの性質を制限する。

系内の若い星を内包するcold dense molecular cloudsの中間~遠赤外分光観測によってiron sulphideの赤外バンドを検出し、Inter planetary Dust Particles (IDPs)中に見られるGlass with Embedded Metals and Sulfides (GEMS)とInterstellar dustの関連を解明する。これによってsuperparamagnetic (SPM) hypothesis の検証を行い、低温高密度分子雲中におけるダスト粒子の成長のシナリオを探る。
現在までに赤外線で検出されている系内・系外超新星残骸約30個に対して、中間赤外から遠赤外線までの空間分解した中分散撮像を行う。またobject#3の観測結果をfeedbackし、系外銀河に新たに検出される超新星残骸についても同様の観測を行い、超新星のejectaに伴うダスト量・組成及び周囲の星間物質との相互作用から星間物質の進化への超新星の寄与を解明する。観測時間は300500時間程度を予定する。

「あかり」サンプル近傍銀河50個に対し、計600時間の中間・遠赤外線イメージ分光により、ガス診断とダスト(バンド)観測を行う。SNR、HII領域、巨大分子雲、銀河中心、ハローなど、物質の生成・破壊場所を空間分解し、大きな循環と銀河内gradientを捉える。系内物質循環の詳細研究(#1&#2)と相補的。

天の川銀河系の銀河面を近・中間赤外線域で撮像と分光の両面から網羅的に探査する。レッドクランプ星、長周期変光星により銀河系中心を超えて銀河系円盤部の反対側の端まで見通すことで、銀河系円盤部の恒星質量分布を得る。また、ダスト供給源である高い質量放出率を示す各種天体の分布、星間ダストの分布を得る。これらにより、銀河系内の物質循環の具体的描像を得る。

望遠鏡の口径
コアとなる望遠鏡の口径望遠鏡の温度（解像度,WFE
波長領域（集光力）の要求あり）
中間赤外線、遠赤外線 (4200μm)

6K以下

3m級以上

中間赤外線、遠赤外線 (4200μm)

6K以下

3m級以上

中間赤外線、遠赤外線 (4200μm)

6K以下

3m級以上

中間赤外線、遠赤外線

中間赤外線、遠赤外線

近赤外線、中間赤外線

6K以下

6K以下

10K以下

感度

波長分解能
(λ/⊿λ）

観測装置の視野

観測期間

運用（時期）

データ量（平均、ピーク）

中間赤外線低分
3年以上
JWSTとは独立。
散：>1 arcmin
MIRACLE: IRS SL&LLの1桁高 MIRACLE:＞100（Herschel相当か Mission中に適した
中間赤外線中分MIRMES: IRS SH&LHの1桁高 MIRMES:＞1000それ以上。近傍 超新星がでれば十 TBD
散：～30 arcsec
SAFARI: PACSの2桁高
SAFARI:＞1000
超新星爆発の頻 分に意味がありユ
遠赤外線：>1度を考慮)
ニークである。
arcmin２m級以上

中間赤外線低分
JWSTの成果が出
散：>1 arcmin
た後。ターゲットのMIRACLE:＞100
波長10um回折限界 MIRACLE: IRS SL&LLの1桁高中間赤外線中分
3年以上
最終絞込みで考MIRMES:＞600（MIRMESの波長カバ MIRMES: IRS SH&LHの1桁高
散：～30 arcsec, （Herschel相当か 慮。我々のデータ TBDMIRHES:＞10000
レッジの短波長端）
SAFARI: PACSの2桁高
高分散：～a few
それ以上。)の波長範囲はユ
SAFARI:＞1000
arcsec, 遠赤外
ニークであり、急ぐ
線： >1 arcmin
必要なし。
JWSTの成果が出
中間赤外線中分た後。ターゲットの3年以上
散：～30 arcsec
MIRACLE: IRS SL&LLの1桁高（Herschel相当か 最終絞込みに必MIRMES:＞600 中間赤外線高分
MIRMES: IRS SH&LHの1桁高それ以上。Object 要。中間赤外高分
TBD
２m級以上
MIRHES＞10000
散：～a few
HIRES: IRS SH&LHと同程度#1-2の結果を 散機能、中分散中SAFARI:＞1000 arcsec
遠SAFARI: PACSの2桁高
feadbackすること 間赤外～遠赤外
赤外線：～5の波長範囲はユを計画)
arcmin
ニーク。

観測装置

MIRACLE、MIRMES、SAFARIMIRACLE、MIRMES、SAFARIMIRACLE、MIRMES、HIRES,SAFARI

3m級以上

中間赤外線低分
3年以上
JWSTとは独立。
MIRACLE:＞100
拡散光に対して、MIRACLE:
散：～5 arcmin （Herschel相当か JWSTではガスと波長10um回折限界
MIRMES:＞1000
IRS SL&LLの1桁高 MIRMES:
中間赤外線中分それ以上。の相互作用は研（MIRMESの波長カバ
SAFARI:2つのTBD
IRS SH&LHの1桁高 SAFARI:
散：～30 arcsec Ojbect#3の結果 究できるが、ダスト
レッジの短波長端）
モードが必要、
PACSの2桁高遠赤外線：～5 をfeedbackするこ についてはSPICA
100/2000
arcminとを計画)の機能が必須。

MIRACLE、MIRMES、SAFARI

3m級以上

3年以上
JWSTの成果が出
中間赤外線低分
MIRACLE:＞100（Herschel相当か た後。ターゲットの散：～5 arcmin
波長10um回折限界 MIRACLE: IRS SL&LLの1桁高 MIRMES:＞1000
それ以上、我々 最終絞込みに必
中間赤外線中分（MIRMESの波長カバ MIRMES: IRS SH&LHの1桁高 SAFARI:2つのの観測時間600 要。我々のデータ TBD
散：～30 arcsec
モードが必要、レッジの短波長端）
SAFARI: PACSの2桁高
hrは、Hercschel の波長範囲はユ
遠赤外線：～5100/2000
近傍銀河プログラ ニークであるたarcmin
ムKingfish相当） め、急ぐ必要なし。

MIRACLE、MIRMES、SAFARI

3m級以上波長5umでPSF <0.7"

近・中間赤外線撮MIRACLE: IRS SL&LLの1桁高
JWSTとは独立。特像：～6arcmin
MIRMES: IRS SH&LHの1桁高
FPC-S:～5長周期変光星の に、我々の分光
2ch*2MB/frame*(24*中間赤外線低分
FPC-S、150μJy@5μm,3秒,S/N=5（撮 MIRACLE:＞100
探査を考慮し、 サーベイデータは 3600/1)=350GB/day
散：～10 arcmin
MIRACLE、MIRMES像）、450μJy@5μm,3MIRMES:＞10001000日以上
ユニークであるた (8Mbps)
中間赤外線中分秒,S/N=5（低分散分光）
め、急ぐ必要なし。
散：～30 arcsec

表３．( 2/3 ) SPICAミッション要求

ミッション要求
科学的目標
主星：惑星のコントラスト比１０^(－６)以上の観測を実現することにより、系外ガス惑星を直接に検出すると同時に、分光観測によりその大気の組成を明らかにする。これを我々の太陽系の惑星系と比較することにより、惑星系の多様性を解明する。
トランジット法を利用した分光観測により、巨大地球型惑星の大気検出を試みる。木星型惑星については、多数の赤外分子バンドの観測により大気組成を詳細に調べる。

望遠鏡の口径コアとなる望遠鏡の口径
望遠鏡の温度（解像度,WFE
波長領域（集光力）の要求あり）

感度

波長分解能
(λ/⊿λ）

観測装置の視野

観測期間

運用（時期）

データ量（平均、ピーク）

観測装置

3 m級以上1μJy @λ5μm

100> 1 arcmin

1年以上

JWST, TMT

Full success:
SCI (Imaging)
ピーク 200 kBytes/s Extra success:
SCI (spectr.)
MIRMES

6.0K以下（フルサクセス）
2 m以上
5.5K以下（エクストラサクセス）

3 m級以上10^-19 W/m^2>600

数秒

1年以上

TMT, ALMATBCMIRMESMIRHESSAFARI

中間赤外

10K以下

3 m級以上10^-19 W/m^2> 30,000

数秒

1年以上

TMT, ALMATBC

MIRHES「あかり」よりも３倍以上良い空間分解能と１０倍以上すぐれた感度により、主系列星周りの塵円盤を太陽系と同程度の塵しかない円盤まで検出し、惑星系と塵円盤と相互関係を解明する。

中間赤外、遠赤外線

6.0K以下（フルサクセス）
2 m以上
5.5K以下（エクストラサクセス）

3 m級以上10 μJy5> 1 arcmin

2年以上

JWST, ALMA

ピーク 200 kBytes/s

MIRACLESAFARI

コロナグラフを用いて原始惑星系円盤および主系列星の塵円盤の高感度観測を行い、その進化的関係を明らかにする。
主系列星の塵 円盤を、「あかり」
よりも３倍以上良い空間分解で赤外線分光観測することにより、固体物質、特に氷および微小惑星帯の分布や物理状態を明らかにする。

遠赤外・中間赤外

6.0K以下（フルサクセス）
2 m以上
5.5K以下（エクストラサクセス）

3 m級以上100μJy (<λ40μm）
1 mJy (>λ40μm）

100> 1 arcmin

1年以上

JWST, TMT, ALMA ピーク 200 kBytes/s

SCIMIRMESMIRACLESAFARI「あかり」よりも１０倍以上すぐれた感度により、太陽系内の氷天体からの熱放射を、太陽系外縁部まではじめて調査する。

遠赤外

6.0K以下（フルサクセス）
3 m級以上5.5K以下（エクストラサクセス）

ー10 μJy @遠赤外線

5> 1 arcmin

1年以上

JWST, TMT

中間赤外

10K以下

原始惑星系円 盤中のガス、特に主成分である水素分子ガスを赤外線高感度観測により検出し、残存ガスの量を求め、主星の質量や年齢との相関を調べる。

中間赤外、遠赤外線

原始惑星系円盤の高分散赤外線分光観測することにより、ガスのさまざまな成分の輝線強度比を求め、それに基づき円盤の空間構造、物理状態、化学組成の分布を明らかにする。

3 m級以上3 m級以上表３．( 3/3 ) SPICAミッション要求

ピーク 200 kBytes/s SAFARI