イオン画像望遠鏡を用いた科目横断型デジタル教材の開発

利用离子成像望远镜开发跨学科数字化教材

• 批准号: 22K18583
• 负责人: 西浦 慎悟
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Tokyo Gakugei University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18583/
• 关键词: イオン; 原子構造; 輝線天体; 可視光天文学; 狭帯域フィルター; 狭帯域撮像観測; 冷却CCDカメラ; 性能評価; 科目横断型学習教材; イオン画像

本研究では、東京学芸大学の40cm光学望遠鏡に複数の狭帯域フィルターを搭載することで、天体の様々な輝線撮像データを取得し、これらから輝線天体の物理的・化学的性質をイオンという観点から考察する科目横断的な学習教材を作成することを試みる。初年度にあたる2022年度は、本研究の観測装置である東京学芸大学40cm望遠鏡と冷却CCDカメラの性能評価と、最も一般的な輝線である水素イオン起源のHαλ6563輝線と、その短波長および長波長側に隣接する窒素イオン起源の[NII]λ6548輝線と[NII]λ6583輝線を観測対象とした4枚の狭帯域フィルターの設計と作成を行った。40cm望遠鏡と冷却CCDカメラの性能評価では、1) 冷却CCDカメラの冷却時間、2) ドーム・フラット画像の平坦性の確認、を行った。1) については、冷却CCDカメラの設定冷却温度－10℃～－30℃において、冷却開始から6分～7分でCCDの冷却が完了することが確認できた。2) については、既存の広帯域フィルターであるJohnson-Cousins システムのV, Rc, Icフィルターを用いて、設定冷却温度-10℃におけるドーム・フラット画像とトワイライト・フラット画像の比較を行った。三つのフィルターのいずれにおいても、トワイライト・フラット画像に比べて、ドーム・フラット画像の中央付近が暗く、外縁部が明るくなる傾向が見つかった。ただし、この違いは、定量的にはV, Rc, Icバンドにおいて、0.69%、0.71%、0.57%程度と小さく、ドーム・フラット画像はトワイライト・フラット画像の代用として使用可能であることが確認された。狭帯域フィルターについては、Hα、[NII]λ6548、[NII]λ6583の3輝線の画像を分離することを目的とした、4つの狭帯域フィルターを設計、作成した。

在这项研究中，我们将通过在东京学艺大学的40cm光学望远镜上配备多个窄带滤光片来获取天体的各种发射线成像数据，并由此从以下角度分析发射线天体的物理和化学性质：我们将尝试创建跨学科的学习材料以供考虑。 2022年，即第一年，我们将评估本研究的观测设备——东京学艺大学40cm望远镜和冷却CCD相机的性能，并研究最常见的发射线，源自氢离子的Hαλ6563发射线，以及我们设计并创建了四个窄带滤光片来观察 [NII]λ6548 发射线和 [NII]λ6583 发射线，这些发射线源自邻近的氮离子。在评估 40 厘米望远镜和冷却 CCD 相机的性能时，我们检查了 1）冷却 CCD 相机的冷却时间，以及 2）球顶平面图像的平坦度。关于1)，确认当冷却的CCD相机的冷却温度设定为-10℃至-30℃时，CCD的冷却在开始冷却后6至7分钟内完成。关于2），我们使用Johnson-Cousins系统的V、Rc和Ic滤波器（它们是现有的宽带滤波器）在设定冷却温度-10℃下比较穹顶平面图像和暮光平面图像。对于所有三个滤镜，我们发现与暮光平面图像相比，圆顶平面图像在中心附近较暗，在外边缘较亮。然而，在 V、Rc 和 Ic 波段，这种差异在数量上很小，约为 0.69%、0.71% 和 0.57%，这证实了圆顶平面图像可以用作暮光平面图像的替代品。关于窄带滤光片，我们设计并创建了四个窄带滤光片，用于分离三个发射线的图像：Hα、[NII]λ6548 和 [NII]λ6583。

项目成果

東京学芸大学新天体観測システムの性能評価－広帯域フィルターと冷却CCDカメラ－

东京学艺大学新型天文观测系统-宽带滤光片和冷却CCD相机的性能评估-

• 发表时间: 2022
• 期刊: 東京学芸大学紀要 自然科学系
• 作者: 鈴木海哉;富田飛翔;西浦慎悟;土橋一仁
• 通讯作者: 土橋一仁

東京学芸大学新40cm鏡の広帯域フィルター及び冷却CCDカメラの性能評価

东京学艺大学新型40cm镜面宽带滤光片和冷却CCD相机的性能评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 西浦慎悟;鈴木海哉;富田飛翔;大井彩香;土橋一仁
• 通讯作者: 土橋一仁