AKARI（日語：あかり。ASTRO-F）是由日本宇宙航空研究開發(fā)機構(JAXA)和部分歐洲、韓國機構合作開發(fā)的紅外線天文衛(wèi)星，于2006年2月21日UTC21:28在日本鹿兒島縣的內(nèi)之浦宇宙空間觀測所(Uchinoura Space 內(nèi)角)由M-V火箭發(fā)射至太陽同步軌道。AKARI的設計工作開始于1996年，根據(jù)日本天文衛(wèi)星的排序命名，其最初的名字是ASTRO-F。而由于它主要用于紅外的中國空間站工程巡天望遠鏡觀測，所以又被稱為IRIS(Infrared Imaging Surveyor，紅外成像巡天設備)。在發(fā)射后正式被命名為AKARI(あかり)，在日語中是“光”的意思。
結(jié)構和設備
AKARI的總預算達134億日元，其主鏡是一架有效口徑為0.67米，焦距為4.2米的RC型反射望遠鏡，制作材料為碳化硅，可以有效地減輕望遠鏡的重量，這也是歷史上首次在太空望遠鏡上選擇用碳化硅作為主鏡的材料。為增加主鏡的反射率，并減少自身的紅外輻射，其表面覆蓋了一層金。AKARI的制冷系統(tǒng)采用液氦為制冷劑，此外還裝載了斯特林制冷機(Stirling Cycle Mechanical refrigerator)進行機械制冷設備，為其后續(xù)望遠鏡SPICA的制冷手段提供參考依據(jù)。此外，AKARI的附鏡支架采用鈹金屬制作以降低了衛(wèi)星的總質(zhì)量。AKARI發(fā)射時的總質(zhì)量為955千克。
AKARI的觀測設備包括一臺FIS和一臺IRC。FIS(Far-Infrared Surveyor)，用于在遠紅外的四個波段的成像觀測，進行遠紅外中國空間站工程巡天望遠鏡。而IRC(Infra-Red Camera)則用于近中紅外三個波段的成像觀測。此外，F(xiàn)IS和IRC還可以作為攝譜儀拍攝不同波段天體的光譜。由于中遠紅外觀測對溫度的要求較高，F(xiàn)IS只能在液氦用盡前使用。2007年8月26日，AKARI的液氦全部用盡，之后衛(wèi)星只能使用機械制冷將溫度維持在40K左右，只能使用IRC進行近紅外波段的觀測。
任務
AKARI的首要任務是進行紅外巡天，并對重要目標進行觀測，其目的包括下列五個：
尋找原始星系，探明星系演化觀測恒星形成區(qū)域，對恒星誕生進行調(diào)查尋找褐矮星尋找太陽系外行星嘗試用紅外手段發(fā)現(xiàn)更多的彗星。此外，AKARI還承擔給歐洲航天局的赫歇爾空間天文臺、普朗克衛(wèi)星以及后續(xù)望遠鏡SPICA選擇觀測目標的任務。
運行狀況
AKARI的運行分為四個階段：
階段0：此階段為性能調(diào)試與驗證階段，時間是升空后的前兩個月。2006年4月13日，AKARI拍攝升空后的第一張照片，對象是位于狐貍座反射星云IC 4954/4955。
階段1：此階段為巡天觀測階段，時間從2006年5月8日至11月8日。在這個階段AKARI完成第一輪的全天中國空間站工程巡天望遠鏡，大約有70％的天區(qū)至少觀測了兩次。
階段2：此階段AKARI繼續(xù)進行第二輪巡天，并對一些重要的目標進行定點觀測。定點觀測中最重要的項目是對北黃極和大麥哲倫星系的多波段深度重點觀測。階段2原本計劃持續(xù)到AKARI的升空后大約500天液氦用盡為止，但2007年3月JAXA估計液氦至少可以用到9月9日并延長第二階段的時間。8月26日，AKARI搭載的液氦全部用盡，第二階段結(jié)束。這次階段已經(jīng)有94％的天區(qū)至少觀測了兩次，同時對超過5000個目標進行定點觀測。
階段3：液氮用盡后AKARI無法繼續(xù)進行中遠紅外觀測，衛(wèi)星只能使用機械制冷將溫度維持在40K左右，只能使用IRC進行近紅外波段的觀測。此階段將持續(xù)到衛(wèi)星報廢為止。
重要成果
紅外巡天：AKARI的最重要成果，完成全天94％天區(qū)的中遠紅外巡天觀測，并完成9、18、65、90、140和160微米共6個波段的巡天圖。
第一次對小麥哲倫星系和大麥哲倫星系的超新星遺跡進行紅外觀測。
對宇宙深處進行多波段的紅外觀測。
對位于大熊座的螺旋星系M101恒星形成情況進行觀測，發(fā)現(xiàn)其恒星形成區(qū)位于遠端的旋臂而并非過去認為的星系中心。
對位于時鐘座的球狀星團NGC 1261的紅外觀測沒有發(fā)現(xiàn)理論上應該存在的塵埃顆粒。
對天鵝座的恒星形成區(qū)進行紅外觀測。
對獵戶座天區(qū)進行紅外觀測。
擴展信息
尋找AKARI/FIS觀測到的長壽命原行星盤
基于日本紅外衛(wèi)星AKARI/FIS的年輕恒星體樣本，通過匹配Hipparcos(High Precision Parallax Collecting Satellite)的數(shù)據(jù)庫共計得到21個太陽系附近的年輕恒星體，可靠性為90%。恒星的光譜類型從B型到M型星。利用Hipparcos精確的三角視差測量，定出源在赫羅圖位置分布，進而與理論的演化軌跡等時線比較估算恒星的年齡。結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣本中存在兩個年齡大于10Myr的年輕恒星體。光學至紅外能譜分布表明這兩個源是II型年輕恒星體，即有原行星盤。通過進一步的能譜擬合表明這兩個源的年齡分別為(14.1±4.2)Myr和(16.8±4.4)Myr。長壽命原行星盤與行星形成關系緊密，是理想的原行星誕生地。
殘盤與原行星盤的紅外輻射研究
星周盤在早期恒星演化與行星形成過程中起著非常重要的作用。紅外輻射是探索星周盤最有效的方法之一。AKARI/FIS亮源數(shù)據(jù)庫(AKARIBSC)是一個無偏的全天巡天AKARI的涵蓋65到160微米的遠紅外點源數(shù)據(jù)庫，為尋找星周盤提供了獨特的數(shù)據(jù)庫。本論文詳細介紹了作者在博士期間利用AKARIBSC去尋找殘盤與原行星盤的兩項工作。第一項工作主要講述AKARI/FIS探測到的亮殘盤候選體。我們用Hipparcos的主序星數(shù)據(jù)庫匹配AKARIBSC，證認了至少一個遠紅外波段探測的源共136個，匹配的可靠性大于90%。在排除了57個污染源或者是其它紅外超的源比如YSO、Be星等，和4個沒有紅外超的源后，一共得到了75個殘盤候選體。我們的樣本源光譜型分布從B型到K型，早型的占主導。這是目前為止用全天中國空間站工程巡天望遠鏡數(shù)據(jù)尋找到的唯一一個很亮的殘盤候選體樣本，巡天的空間分辨率比前一個全天樣本所用巡天IRAS高出8倍多。再者，通過搜集其它公布的紅外測光數(shù)。
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參考資料 >