報 道 関 係 者 各 位 平 成 27 年 1 月 15 日 高 詳 細 な 遠 赤 外 線 全 天 画 像 データを 公 開 赤 外 線 天 文 衛 星 あかり の 新 しい 観 測 データを 研 究 者 が 利 用 可 能 に 1. 発 表 者 : 土 井 靖 生 ( 東 京 大 学 大 学 院 総 合 文 化 研 究 科 広 域 科 学 専 攻 助 教 ) 田 中 昌 宏 ( 筑 波 大 学 計 算 科 学 研 究 センター 研 究 員 ) 服 部 誠 ( 東 北 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 天 文 学 専 攻 准 教 授 ) 2. 発 表 のポイント: 赤 外 線 天 文 衛 星 あかり が 行 った 全 天 の 観 測 データを 用 いて 新 しい 全 天 の 遠 赤 外 線 画 像 を 作 成 し 世 界 の 研 究 者 が 利 用 するためのデータベースとして 公 開 しました 従 来 の 遠 赤 外 線 の 全 天 画 像 と 比 較 して 解 像 度 が4~5 倍 向 上 し 観 測 波 長 もより 長 い 波 長 に 広 がった 画 像 データが 利 用 できるようになりました 遠 赤 外 線 は 星 や 惑 星 の 誕 生 の 現 場 や 活 発 な 星 形 成 活 動 を 行 っている 銀 河 や 遠 方 銀 河 を 調 べるために 重 要 な 波 長 帯 です 今 後 天 文 学 のさまざまな 分 野 での 利 用 が 期 待 されま す 3. 発 表 概 要 : 遠 赤 外 線 は 星 惑 星 系 誕 生 の 過 程 を 知 るために 鍵 となる 波 長 帯 です 星 を 作 る 素 となる 星 間 物 質 ( 星 の 間 にあるガスやダスト)の 分 布 を 知 ることができ その 内 部 で 星 が 生 まれる 様 子 をくわしく 調 べることができるからです 東 京 大 学 大 学 院 総 合 文 化 研 究 科 の 土 井 靖 生 助 教 らのグループは 赤 外 線 天 文 衛 星 あかり ( 注 1) のデータから 全 天 の 遠 赤 外 線 画 像 データを 作 成 しました 完 成 したデータを 世 界 中 の 研 究 者 が 利 用 できるようにインターネットを 通 じて 公 開 しました 今 回 完 成 したデータ は これまで 利 用 されてきた 遠 赤 外 線 全 天 画 像 と 比 較 して 解 像 度 を4~5 倍 向 上 させ 観 測 波 長 もより 長 い 波 長 に 広 げています この 画 像 データは 星 間 物 質 の 温 度 や 分 布 を 正 確 に 測 定 したり 星 間 物 質 から 星 が 作 られ 始 める 様 子 をくわしく 調 べたり 星 間 物 質 の 背 後 に 埋 もれた 宇 宙 背 景 放 射 の 強 さの 分 布 を 正 確 に 測 定 するなど 天 文 学 の 非 常 に 広 い 範 囲 の 研 究 に 貢 献 すると 期 待 されます 4. 発 表 内 容 : 遠 赤 外 線 は 宇 宙 を 観 測 した 際 に 検 出 される 最 も 強 い 電 磁 波 のひとつです 主 に 星 を 作 る 素 となる 星 間 物 質 から 放 射 されています 遠 赤 外 線 で 観 測 を 行 うと 星 間 物 質 特 に 温 度 が 摂 氏 -200 以 下 の 低 温 のダストの 分 布 を 知 ることができます そして その 内 部 で 星 が 生 まれる 様 子 を 調 べられます また 遠 くから 近 くまでのさまざまな 銀 河 について 遠 赤 外 線 で 調 べること で ビッグバンから 現 在 に 至 る 宇 宙 の 歴 史 の 中 で どの 時 期 に 多 く 星 が 作 られていたかについ ても 探 ることができます さらに 星 間 物 質 の 分 布 を 詳 しく 調 べることは 宇 宙 の 成 り 立 ちを
探 る 上 でのカギとなる 宇 宙 背 景 放 射 ( 注 2)を 精 密 に 測 定 するためにも 大 変 重 要 です 星 間 物 質 の 出 す 電 磁 波 の 強 さを 正 確 に 把 握 することで その 背 後 に 埋 もれた 宇 宙 背 景 放 射 の 強 さの 分 布 を 正 確 に 測 定 できるからです 今 回 東 京 大 学 大 学 院 総 合 文 化 研 究 科 の 土 井 靖 生 助 教 らのグループは 赤 外 線 天 文 衛 星 あか り によって 取 得 された 遠 赤 外 線 の 全 天 のサーベイ 観 測 のデータから 画 像 データを 作 成 しま した( 図 1 2) 観 測 装 置 によって 得 たデータは そのままでは 科 学 的 研 究 のためのデータとして 利 用 する ことはできません 取 得 されたままのデータには 観 測 装 置 特 有 の 測 定 の 偏 りなどが 含 まれてい るため データを 較 正 ( 基 準 と 照 らし 合 わせて 正 すこと)しなければならないからです 研 究 者 は データの 較 正 のために 長 い 時 間 をかけたり 苦 労 を 強 いられることもよくあります 今 回 完 成 した 画 像 データは 較 正 済 みですので 研 究 者 はすぐにデータを 解 析 して 科 学 的 研 究 に 取 りかかることができます 世 界 中 の 研 究 者 が 利 用 できるように 完 成 したデータを 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構 (JAXA) 宇 宙 科 学 研 究 所 からインターネットを 通 じて 公 開 しました 赤 外 線 天 文 衛 星 あかり は JAXA 宇 宙 科 学 研 究 所 や 東 京 大 学 をはじめとする 日 本 の 各 大 学 ヨーロッパ 宇 宙 機 構 等 の 協 力 により 2006 年 に 打 上 げられました あかり の 科 学 的 目 的 のひとつは 赤 外 線 で 全 天 を 観 測 し より 高 い 解 像 度 のデータを 取 得 することです 今 回 完 成 した 画 像 データでは あかり が 1 年 4 ヶ 月 をかけて 取 得 した 全 天 の 99% 以 上 の 領 域 に 及 ぶ 観 測 データが 使 われています 土 井 助 教 らのチームは 今 回 65, 90, 140, 160 マイクロメートル の 4 つの 波 長 で 解 像 度 およそ 1 分 ~1.5 分 角 ( 注 3)の 全 天 画 像 を 完 成 させました この 解 像 度 で 全 天 の 遠 赤 外 線 画 像 が 得 られたのは 世 界 で 初 めてのことです これまで 世 界 の 天 文 学 者 に 広 く 利 用 されて 来 た 遠 赤 外 線 の 全 天 画 像 は 赤 外 線 天 文 衛 星 IRAS (アイラス: Infrared Astronomical Satellite) (1983 年 にオランダ イギリス アメリカが 共 同 で 打 上 げ 画 像 データの 最 終 公 開 は 1993 年 )による 観 測 データでした 今 回 完 成 した 観 測 データは この IRAS による 観 測 データを 約 20 年 ぶりに 刷 新 するもので 画 像 の 解 像 度 が 大 幅 に 向 上 していることと より 長 い 波 長 までデータがそろっているという 特 徴 が あります まず 画 像 の 解 像 度 については IRAS のデータよりも 空 間 分 解 能 ( 画 像 の 解 像 度 )が 4~5 倍 向 上 しています 今 回 完 成 したデータを 用 いると 星 間 物 質 やその 内 部 の 星 形 成 活 動 の 分 布 に ついて より 詳 細 な 解 析 が 可 能 となります 星 を 作 る 素 となる 星 間 物 質 が 重 力 で 集 まると まず 大 きさが 数 百 光 年 に 達 する 巨 大 分 子 雲 を 形 作 ります そして その 内 部 に 直 径 数 十 分 の 1 光 年 以 下 の 分 子 雲 コア と 呼 ばれる 特 に 密 度 の 濃 い 領 域 ができます 分 子 雲 コアの 内 部 で 星 や 惑 星 が 生 まれると 考 えられています これまでの 観 測 では 大 きな 構 造 の 全 体 を 詳 細 に 調 べる ことが 難 しかったため 巨 大 分 子 雲 から 分 子 雲 コアが 生 まれる 過 程 については 良 く 分 かっていませんでした 今 回 完 成 した あか り によるデータは 高 い 空 間 分 解 能 を 有 していますので 大 きな 構 造 の 全 体 を 詳 細 に 調 べ る ことができる 唯 一 のデータです 図 3 4のとおり 天 の 川 の 中 で 星 が 生 まれる 詳 細 なよ うすが あかり の 画 像 で 捉 えられていることが 分 かります
次 に 画 像 の 波 長 については IRAS のデータよりも 長 い 波 長 160 マイクロメートルまで 観 測 しています IRAS の 観 測 データで 最 も 長 い 波 長 は 100 マイクロメートルでした これに 対 し あかり の 観 測 波 長 は 160 マイクロメートルまで 伸 びているという 違 いがあります 図 2のとおり 65, 90 マイクロメートルと 140, 160 マイクロメートルとでは 明 るさの 分 布 が 明 確 に 違 うことが 分 かります これは 短 い 波 長 の 電 磁 波 ほどより 温 かい 成 間 物 質 の 分 布 を 示 すのに 対 し 長 い 波 長 の 電 磁 波 ほど 温 かい 星 間 物 質 と 冷 たい 星 間 物 質 の 両 方 の 分 布 を 示 すため です 長 い 波 長 の 観 測 が 加 わることで 星 間 物 質 全 体 の 温 度 と 量 を 初 めて 正 確 に 求 めることが できます 星 を 作 る 素 となる 星 間 物 質 の 総 量 を 知 ることができ また 生 まれたばかりの 星 によ り 温 められた 星 間 物 質 の 分 布 から 生 まれつつある 星 の 数 と 分 布 を 知 ることができます これ らはいずれも 他 の 長 さの 波 長 では 観 測 が 困 難 な 情 報 です 今 回 作 成 してデータベースとして 公 開 したデータが 星 惑 星 形 成 の 研 究 以 外 の 分 野 でも 活 用 され 天 文 学 の 広 い 分 野 の 研 究 の 発 展 に 貢 献 すると 期 待 されます 本 成 果 は 東 京 大 学 JAXA 宇 宙 科 学 研 究 所 筑 波 大 学 東 北 大 学 英 国 ラザフォード ア ップルトン ラボラトリー 英 国 国 立 オープンユニバーシティの 各 研 究 者 の 協 力 により 得 られ たものです 構 成 メンバーは 以 下 の 通 りです 東 京 大 学 : 土 井 靖 生 (チームリーダー) 大 坪 貴 文 JAXA 宇 宙 科 学 研 究 所 : 瀧 田 怜 有 松 亘 川 田 光 伸 松 浦 周 二 北 村 良 実 中 川 貴 雄 筑 波 大 学 : 田 中 昌 宏 東 北 大 学 : 服 部 誠 RAL/Open University:Lys Figueredo, Mireya Etxaluze, Glenn J. White 宇 宙 研 及 び 東 北 大 学 在 職 中 に 関 わった 方 々: 森 嶋 隆 裕 小 麥 真 也 池 田 紀 夫 加 藤 大 輔 5. 参 考 : データ 公 開 ホームページ( 専 門 家 向 け) http://www.ir.isas.jaxa.jp/akari/archive/images/fis_allskymap/ 6. 問 い 合 わせ 先 : 東 京 大 学 大 学 院 総 合 文 化 研 究 科 広 域 システム 科 学 系 助 教 土 井 靖 生 (どい やすお) 筑 波 大 学 計 算 科 学 研 究 センター 研 究 員 田 中 昌 宏 (たなか まさひろ) 東 北 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 天 文 学 専 攻 准 教 授 服 部 誠 (はっとり まこと)
7. 用 語 解 説 : ( 注 1) 赤 外 線 天 文 衛 星 あかり : 単 独 の 本 格 的 な 赤 外 線 天 文 衛 星 としてはわが 国 初 となる 人 工 衛 星 で 2006 年 2 月 22 日 に 打 上 げられ 2007 年 8 月 26 日 までの 間 に 遠 赤 外 線 で 全 天 の 99% 以 上 の 領 域 をくわしく 観 測 し ました その 後 近 赤 外 線 中 間 赤 外 線 の 観 測 を 2011 年 11 月 24 日 まで 行 いました 現 在 あかり が 取 得 したデータの 解 析 が 精 力 的 に 続 けられています ( 注 2) 宇 宙 背 景 放 射 : ビッグバン 直 後 の 宇 宙 から 輻 射 された 電 磁 波 場 所 ごとの 微 妙 な 強 度 の 違 いを 調 べることで 宇 宙 が 始 まった 直 後 の 物 質 分 布 や 宇 宙 の 構 造 を 調 べることが 出 来 ます しかしそのためには 10 万 分 の1 以 下 の 強 度 の 違 いについて 調 べる 必 要 があり 手 前 にある 星 間 物 質 から 来 る 電 磁 波 の 強 度 を 精 密 に 測 定 することは 背 景 放 射 を 調 べるために 大 変 重 要 です ( 注 3)1 分 ~1.5 分 角 : 分 角 とは 天 文 学 等 で 用 いる 角 度 の 単 位 1 分 角 は 1 度 の 60 分 の 1 度 を 表 します 8. 添 付 資 料 : 図 1:http://porto.c.u-tokyo.ac.jp:8088/AKARI/fig1.png 図 1: あかり の 観 測 した 全 天 の 遠 赤 外 線 画 像 青 :90 マイクロメートル 赤 :140 マイク ロメートルの 2 色 合 成 で 示 す 中 央 に 水 平 に 伸 びるのが 天 の 川 銀 河 系 の 中 心 領 域 を 画 像 の 中 心 にした 360 の 範 囲 を 示 す S の 字 状 に 薄 く 見 えるのは 太 陽 系 内 の 塵 による 光 あかり は 全 天 の 99% 以 上 の 領 域 を 観 測 し 詳 細 な 全 天 の 遠 赤 外 線 地 図 を 描 き 出 した 観 測 されなか った 残 り 1% 未 満 の 領 域 が 画 像 中 に 黒 いスジ 状 に 見 られる 色 の 青 いほどより 温 かい 星 間 物 質 赤 いほどより 冷 たい 星 間 物 質 の 存 在 を 示 す 星 間 物 質 が 温 かい 領 域 ほど そこでより 多 くの 新 しい 星 が 生 まれつつあることを 示 す
図 2:http://porto.c.u-tokyo.ac.jp:8088/AKARI/fig2.png 図 2: あかり は4つの 波 長 で 遠 赤 外 線 の 全 天 画 像 を 作 成 した 図 の 上 から 順 に 65 マイク ロメートル 90 マイクロメートル 140 マイクロメートル 160 マイクロメートルの 各 全 天 画 像 を 示 す 中 央 に 水 平 に 伸 びる 天 の 川 が 各 画 像 で 明 るく 見 える 一 方 波 長 の 長 い 画 像 は よ り 低 温 の 星 間 物 質 の 分 布 を 示 し このような 物 質 は 天 の 川 から 上 下 方 向 により 広 がっているこ とが 分 かる この 差 は 90 マイクロメートルと 140 マイクロメートルの 2 波 長 の 画 像 の 間 で 特 に 顕 著 である 100 マイクロメートルより 短 波 長 の 2 画 像 がこれまで IRAS により 観 測 され ていた 遠 赤 外 線 の 描 像 一 方 100 マイクロメートルより 長 波 長 の 2 画 像 が あかり が 新 しく 描 き 出 した 遠 赤 外 線 の 全 天 の 詳 細 な 分 布 である
図 3:http://porto.c.u-tokyo.ac.jp:8088/AKARI/fig3.png 図 3 補 :http://porto.c.u-tokyo.ac.jp:8088/akari/fig3_area.png
図 4:http://porto.c.u-tokyo.ac.jp:8088/AKARI/fig4.png 図 4 補 :http://porto.c.u-tokyo.ac.jp:8088/akari/fig4_area.png 図 3と 図 4: あかり の 観 測 した 天 の 川 の 拡 大 図 青 :65 マイクロメートル 緑 :90 マイ クロメートル 赤 :140 マイクロメートルの 3 色 合 成 で 示 す ここに 示 されているのは 南 天 の
りゅうこつ 座 付 近 の 天 の 川 ( 図 3) 及 びはくちょう 座 の 中 心 領 域 ( 図 4) それぞれの 画 像 範 囲 を 星 図 中 に 示 したものを 図 3 補 図 4 補 にそれぞれ 示 す( 星 図 はステラナビゲータ 10/( 株 ) アストロアーツ による) 共 に 横 20 縦 15 の 範 囲 を 示 している 図 1と 同 様 に 色 の 青 いほどより 温 かい 星 間 物 質 赤 いほどより 冷 たい 星 間 物 質 の 存 在 を 示 している あかり の 観 測 データは 天 の 川 の 中 で 明 るく 輝 く 新 しい 星 が 生 まれつつある 領 域 の 星 間 物 質 の 詳 細 な 分 布 を 明 らかにしている