中川 広務

赤外ヘテロダイン分光器用に光ファイバを共同で開発する。

近年の火星周回機・大型地上望遠鏡・着陸機の観測から火星における生命・地殻活動の証拠となりうる非常に興味深いメタンの存在が示唆された. しかし, メタンの起源, 生成・消失メカニズムの解明には, 全球的に時間変化を捉える連続観測が本質的であり, 公募による断続的な大型装置観測では不十分で, 自前の装置・望遠鏡が必要である. 本研究では, 東北大学ハワイ・ハレアカラ観測拠点に実装した赤外域超高分解能分光観測装置を用いて, 火星メタンを地上から高確度に検出する. 加えて, H2O・CO2同位体比変動を高精度で捉えることで, 大気-表層相互作用を明らかにし, メタンの起源, 生成・消滅メカニズムの解明に至る. 連続追跡を実現することで, 欧州火星探査衛星Trace Gas Orbiterミッションとの国際連携を可能とする地上観測体制を整える. メタンの起源を明らかにし, 火星に生命が存在し得たのか(しうるのか)という重要な未解明問題を解決することを目的とする. これは, より普遍的な地球型惑星環境・惑星大気進化への理解, 生命の維持しうる惑星環境の形成条件の解明につながる研究となる.

日本が主導するフォボスサンプルリターンミッションMMXに搭載予定の近赤外分光器MacrOmegaを仏IASと共同で開発する。

火星の生命の痕跡となる大気中の微量大気成分メタンの検出を目指す。

最新の衛星観測により, 火星超高層大気においてO2+やCO2+などの重イオンが大量に宇宙に散逸していることが明らかになった. これは現況の理論では説明がつかず,下層大気からCO2を上層に輸送する機構が存在せねばならない. 我々は独自の観点から重力波に着目し, それによる下層大気から上層大気への物質・運動量・エネルギー輸送を調べることで, 下層大気の大気散逸への影響を明らかにすることを目的とする.

ハワイ山頂に移設した東北大学60cm望遠鏡に、本グループが開発した赤外レーザヘテロダイン分光器を実装し、惑星観測を実施する。

火星探査衛星MAVENに搭載されている紫外分光器IUVSによって得られた観測データを用いて、火星の過去の気候変動に密接に関係するCO2の流出機構を解明する。

MAVENデータ解析システムを用いて、今後も見据えた惑星tplot形式データ解析システムの活用について検討する。

2010年8月7日から22日までの約2週間、アメリカ・アリゾナ州Kitt Peak National Observatoryにて、ケルン大学開発の赤外レーザーヘテロダイン分光器を用いて、金星火星中間圏風速場観測を実施した。また、東北大学観測施設へ の実装を目指し、新たに惑星観測用赤外線ヘテロダイン分光システムの開発・構築を進めた。

中間赤外域のレーザーヘテロダイン分光技術による高分散分光に実績があり、かつ観測拠点が既にあることから、これまで開発してきた超高分散分光装置を広帯域化する技術を獲得することで、火星メタン等を解明するための重要な鍵となる手段を確立することを目的とする。具体的にはGratingを含めたCavity形成による波長可変範囲増大を図る。

近年報告されている異常太陽風構造の顕著な変化が周辺 星間物質の密度分布さらには太陽圏大規模構造に与える影響について解明する。

チリ・大型サブミリ波望遠鏡APEXを用いて、CH4等の 変動原因の解明につながる「光化学酸化の指標H2O2」の検 出・季節変化の有無の解明を目指した観測を実施した。また、情報 通信研究機構で開発された放射伝達計算コードAMATERASUを用 いた解析手法の確立を進めた。

チリ・ASTEサブミリ波望遠鏡を用いて火星本体起源の微量成分SO2を観測し、火星現況の火山・熱水活動に制限を与えた。

量子カスケードレーザを用いた小型分光システムの設計確立を目的とし、本レーザの駆動方法 確立および発振安定度の評価を行った。その基礎の上で、本システムの技術基礎を確立した。

NOZOMI星間水素・ヘリウム散乱光の同時観測により周辺星間物質と太陽圏の大規模相互作用の解明の研究を行い、新たな星間水素２流体モデルを提案した。

NOZOMI/SOHO衛星観測により、星間水素散乱光全天分布の太陽活動11年周期に伴う変動の研究を行うと共に、観測結果と数値計算により、星間水素散乱光分布を用いた太陽風密度3次元大規模構造の遠隔観測方法を確立し、太陽極域における太陽風密度構造を捉えた。

火星探査衛星NOZOMI搭載紫外撮像分光装置（UVS）の 運用及び衛星観測と数値実験を用いた太陽圏内における太陽風・星 間物質相互作用の研究を行った。