セッション5： サイエンス全体会及び議論（2014年9月10日（水）9:30−11:10） 　　＊＊＊　議論メモ　＊＊＊　 　(Q:会場からの質問 A:発表者による回答 C:会場からのコメント) ◆宇宙論　高田　7名参加 サイエンスの柱を確認。目標がはっきりしている分野だと思う。 LiteBird CMB実験は、広い意味で構造形成の初期条件を与え、また初期宇宙の 物理の解明の道を与える。日本ではHSC, PFSの銀河サーベイ計画があり、CMB実験 とは相補的である。可視近赤銀河サーベイの宇宙論のサイエンスの3本柱は、 １）宇宙の曲率など初期宇宙物理、２）宇宙の加速膨張の起源（ダークエネルギー あるいは重力理論）の解明、３）多角的、統計的観点からの構造形成の物理の理解 になる。HSC, PFSが今後10年間で実現し、その後に究極的宇宙論サーベイのEuclid, LSST, WFIRSTが来る。日本は非常に有利な立場にある。 宇宙論の観点からSPICAとの相補性を議論した。宇宙論では広視野のサーベイが 必要なので、SPICAは直接的には関係ない。ただ、SPICAで数10平方度などの広い サーベイをやるのであれば、是非HSC、PFSなどの可視光撮像、分光サーベイの データがある領域でやって頂きたい。その場合、相関関数法を用いた研究が非常に 面白い。例えば、講演で触れたように、銀河カタログとクエーサーの吸収線系の 相関関数を調べることで、銀河間空間を含む宇宙空間におけるコールドダストの 分布を調べることができる。MgII吸収線系の研究で分かってきていることは、 コールドダストが銀河ハロー内に分布し、宇宙空間のあらゆるところに存在して いることだ。例えば、重力レンズ測定によるダークマターの空間分布と比較すると、 コールドダストの分布はダークマター分布とよく似ていることが分かっている。 現時点での研究はSDSSの銀河カタログを用いているので、z~0.5までのダストの 分布を調べることに成功している。HSCの銀河カタログを用いるとこの研究が、 星形成の激動期であるz~3まで伸ばすことができる。このように宇宙年齢の関数 として、また星形成史と比較しながら、宇宙におけるコールドダストの空間分布の 進化を調べることができる。SPICAでは、dusty galaxyにおける、warm dustの分布が 分かるので、上記の相関関数を用いると、銀河の星形成で供給されるwarm dustの 量を調べることができる。このようにcold & warm dustの供給量を調べることができ、 非常に面白いのではないかと思う。 ＜質問＞ Q: WISHとはどういうシナジーがあるか A: Euclid/WFIRST, LSSTという究極のサーベイがあるので、普遍的な意味で重要と なると考えられるz~3までの宇宙論という観点からは、WISHとの関係は比較的薄い。 ◆クエーサー・ＡＧＮ　（松岡）　 役割は巨大ブラックホール班的（活動的でないＢＨも観測可能ということで） 新たな検討課題　ジェットの起源と性質、偏光観測、光赤外干渉計による巨大 ブラックホール近傍領域探査、zero-metal quasars SPICAは必須　ユニークな波長帯：塵に埋もれた巨大ＢＨ、母銀河の星形成 　口径3mが必須という訳ではない WISHは必須　初期宇宙のクエーサー探査にきわめて重要 JASMINEは有用　銀河系中心の巨大ブラックホール ＜章立て案＞ 1. 巨大ＢＨと活動銀河核の諸構造 2. 巨大ブラックホールと銀河の共進化 3. 巨大ＢＨの宇宙論的進化 各小題の担当者も決めた 宇宙論、銀河・銀河団（初代天体／再電離、銀河進化）、銀河系との境界 についてどう進めるかを議論した ＜質問＞ Q: SPICAとWISHではBH班的にはどちらがより重要か。 A: 役立つ分野が違うので、なかなか答えられない。 Q: IGMをGRBでやることについても書いてほしい A: 銀河班でやっていると思う Q: SFGとAGNで区別が難しいのでX線でという話があるが、X線ミッションとの 関連も議論してほしい A: X線とは相補的。検討項目には含まれているが、章立ての中には明には表れていない ◆銀河・銀河団ー初代天体・再電離班　（松田） キーになるテーマの洗い出しを行った。２本柱 ・天体の誕生 ・宇宙再電離の起源 WISH, TMT, JWST ＜合同議論＞ 　w/クエーサー・ＡＧＮ 　w/恒星物理班：　初代星、extremely metal poor stars、超光度超新星 　w/銀河系・局所銀河班:　球状星団の起源　近傍矮小銀河の星種族と宇宙再電離 ＜手薄だった課題への協力＞ 　ＧＲＢの起源　米徳氏が班に加わる 　宇宙近赤外線背景放射で探る初代天体　松浦氏＋αが参加 ◆銀河・銀河団ー初代天体・再電離班　（田中(賢)） ３本柱 ・星形成と質量集積の歴史 WISH ・銀河形成進化の動的過程 SPICA, TMT ・銀河基本構造の獲得 JWST 系統誤差に関する独立したセクションも設ける。 Cosmologicalな構造形成は宇宙論班へ。 Galaxy vs DMH は本班で AGN feedbackはそれぞれで書く WISH　再遠方　非常におもしろい 　1-5umのシームレスな撮像ができる。ギャップが無いのでphoto-zの精度が格段に上がる 　最遠方銀河もおもしろい SPICA 遠赤分光が可能、metalicity、中間赤外で星生成率 　z~2-3のmetalicity 星生成率を測ることができるが、地上望遠鏡でも可能 　中間赤外の撮像サーベイは非常に面白い　 　サイエンスが出てくるのは15年後　JWSTの後で魅力的かというとそうではない 以上の観点から、どちらかというとWISHを推す。 ＜質問＞ Q: 日本のコミュニティとしてどこを推すかを決めないといけない。 　10年前とは状況が変わっている。各班ごとにどれが必要か判断すべき。 　そういうことを決めるのは、若い、しがらみのない人がやるべき。 C: 各班がどういうサイエンスが必要で、どの衛星がどの程度必要かを出し合って 　総合的に判断すべき ◆銀河系、近傍銀河、星間物質班　（青木）　 　星間物質ー左近、近傍銀河ー金田・石原、銀河系・局所銀河　青木 　主に恒星物理・超新星班と一緒に議論 ＜星間物質＞ 　分子の形成・進化、恒星近傍のダスト（JWST, SPICA, TMTコロナグラフ, TAO） 　室内実験の見通しー化学分野との結びつきが強い ＜近傍銀河＞ 　銀河の星生成率を決める背景物理 　銀河の物質（ガス・ダスト）の進化 ＜銀河系・局所銀河＞　 　銀河分野との境界は「星に分解できる範囲」 　銀河系中心（ＡＧＮ分野と）、銀河系円盤（恒星物理分野と） 　衛星ではGaia, JASMINE, TMTが必要 　初代星ー銀河系で記述し後で調整、超新星元素合成ー恒星物理で記述 Q: JASMINEは必須か A: 銀河中心など、出来ないテーマが生じる。どちらにしろGaiaで忙しいだろう。 ◆恒星物理・超新星・晩期型星（野澤） 　GaiaでHR図はかなり完成される。恒星物理の完成を目指す 　連星進化、質量放出、元素の起源 　初代星については遠方銀河班と調整 　晩期型星のダスト形成は星間物質班と調整 　　恒星班は質量放出に対するダストの役割を重視 　連星系のキーサイエンス 　　2020年代には重力波が検出されるだろう　中性子星連星、BH連星 　離心率・質量、軌道半径など決定 　元素合成のキーサイエンス 　　恒星自転を入れた星の進化計算が発展してきている。 　　r-process元素の起源 　　太陽についても記述 　超新星のキーサイエンス 　　爆発前の親星・爆発後の伴星探し　HST, JWST, TMT 　サーベイ観測 Kiso, HSCX, WISH 　　shock breakout, GRB, 電子捕獲超新星、超高光度超新星 　超新星爆発10-100年後の中間赤外（マルチエポック）観測 　大質量星の爆発前数百年間の質量放出史を数年でフォロー（S/Nは微妙） Q: SPICAで口径を大きくすればconfusion limitは解決されるのでは A: すぐに答えられない 　　※編者補足：マルチエポック観測での差分については、confusion limit 　以下の情報が得られる可能性があります。 Q: 20年内にgalactic SNが見つかるかも。ニュートリノが見えたらどうするか。 A: 多波長で観測ということになるだろう C: そういった観点で夢膨らます章があってもよい C: HESS（系外惑星探査）でtransientが見つかる可能性があり、そういった展開も 　あると良い 　 ◆星惑星形成　（高見（道）） 　最初の２時間あまりは星形成班だけ、その後、惑星系、太陽系班と合同 　星生成、惑星系および生命系の形成と成長、系外惑星系関連 ＜新たに加えるテーマ候補＞ 　　小質量星生成の解明、惑星系形成、原始惑星系円盤（および原始星）の磁場　 　系外惑星班との境界線・または連携 　　進行中の惑星系探査は系外惑星系班にのみいれる（クレジットを入れてもらう） 　太陽系班、ほかとも調整あり 　ミッションと期待する成果（表あり） 　確実に成果が出るテーマ、成功すればインパクトが大きいテーマ、2030年代の萌芽的 　テーマ 　TMT　最重要　コロナグラフと中間赤外装置を2020年代に搭載できるか 　SPICA　その次に重要　惑星系形成よりは星形成分野での重要度が大きそう 　すばる WACO　投資額が少なく観測実施できそう 　スペース赤外高分散、スペース中間赤外偏光　この分野では重要だが、他の分野では？ 　2020年代の大部分はすばる、WACOなどを中心にサイエンスを進める必要がある。 ＜質問＞ C: WFIRSTは1.6bilion USDなので大きな投資。WACOではなくWFIRSTと書くべき。 　　2016年にWACO、つまりWFIRSTにコロナグラフが搭載されるかどうか、またそれまで 　　には日本が参加どうかできるかが決まる。これはサイエンス全体に言えるが、 　　WISHを議論するときには、WFIRSTと比較した議論が必要と思う。 Q: スペース中間赤外偏光について、必要精度、サイエンステーマを知りたい A: 磁場。まだ検討が浅い。この波長域ではdichroic absorption、dichroic emission 　　など重なっていて本当に有効かどうか要検討 ◆系外惑星系　（松尾） 　波長を超えて最も重要な科学は何か、そしてそれをスペース計画に落とし込むこと 　について主に議論 　地球型系外惑星あるいは2030年代の足掛かりになるテーマを。 　2010-2020年　トランジット、マイクロレンズ、アストロメトリで大幅に進歩 　WISHと中型JASMINEが最も重要 　　2021年に実現すれば、日本がアメリカのWFIRST-AFTAに先駆けて地球型惑星サイエンス 　　を実現できる 　中型JASMINE 　　Gaia以降のアストロメトリプロジェクトはJASMINEのみ 　　赤外線アストロメトリ観測によるM型星・褐色矮星周りの惑星探査は独自 　　2020-30年代の地上・スペースの直接観測計画への足掛かりになる 　WISHと中型JASMINEの両立する解を 　SPICAは20umより長波長なので系外惑星の主要な科学テーマはできない 　JWSTは2019年打ち上げでsecondary等に主要な研究が可能 Q: 一番重視したいのが地球生命の相対化なら、JWSTから10年経ってできる 　　　こともあると思うが。 A: JWSTは惑星研究において重要な20umまでの観測がカバーされており、 　　　トランジット分光によるスーパーアースでの実現可能性が検討されている。 　　　先行研究が正しければ、JWSTにおいて重要な成果が創出される可能性がある。 （発表者 後注）　JWSTにおける安定性の観点については疑問視されており、その 　　　実現は日本でも検討すべきである。仮に実現可能性において問題がある場合、 　　　SPICAにおける20umより短波長でのトランジット分光は科学的意義が非常に 　　　高いと考えられる。 ◆太陽系　（関口）　 　班員　4名→9名（スカイプ、一部参加含む） 　現状のサイエンス枠組みや担当で問題ないか確認 　現状案は惑星科学を網羅しすぎとのコメントが出たが、それは敢えてそうした結果 　多岐にわたるのは良い。常に装置や衛星を意識して検討することに。 　TNOs/Centaurs, Cometの個体成分を見るにはSPICAが必要 　組成を見ようとすると3umの氷吸収探査のためWISHが有効 　H2Oが見たい場合は南極望遠鏡が重要に Q: 惑星探査計画との連携についての議論はないのか A: 協調およびテーマ棲み分けについて議論している。協調の例として、 　　はやぶさ２の探査候補天体をすばるで探したり、冥王星の後に行く 　　KBO候補探しを行っている。探査機が出る前に決めないといけないこともある。 　　棲み分けとしては、衛星では一点一か所を見るが、地上から多地点・時間変化 　　を見ることについて議論した Q: 地上観測では解らないから探査する、というふうにして地上・探査両方で 　　ムードを盛り上げて引っ張る必要があるのではないか。探査機は重要だがコスト 　　が大きいので、やれることをやるというのではインパクトが弱い。 A: 惑星学会でははやぶさ２をオールジャパンでやろうということになっている。 Q: はやぶさ２はもうすぐ打ちあがる。解析まで含めるとオールジャパンで 　　進めるタイムスケールはどれくらいになりそうか。 A: リモートセンシングに優れているが観測になれていないひとが多く、解析も 　　今勉強しているところ Q: そういったところに観測の人が乗り込んでいってはどうか A: 太陽系で観測している人が少なすぎる C: 手を広げて異次元からお金をとるような時代。そうしないとどんどん縮小 　　する。 C: すばるについても将来計画を考えてほしい。このままいくと、2020年代には 　３つの装置だけしかない状態になる。サイエンスの観点で本当にそれで良いのか 　どうか。 （議事メモ執筆：　ドラフト：　川端　　校閲：　松原）