Debris disks are circumstellar dust disks around main-sequence stars. They are important observational clues to understanding the planetary system formation. The zodiacal light is the thermal emission from the dust disk in our Solar system. For a comprehensive understanding of the nature and the evolution of dust disks around main-sequence stars, we try a comparative study of debris disks and the zodiacal light. We search for debris disks using the AKARI mid-infrared all-sky point source catalog. By applying accurate flux estimate of the photospheric emission based on the follow-up near-infrared observations with IRSF, we have improved the detection rate of debris disks. For a detailed study of the structure and grain properties in the zodiacal dust cloud, as an example of dust disks around main-sequence stars, we analyze the AKARI mid-infrared all-sky diffuse maps. As a result of the debris disks search, we found old (>1 Gyr) debris disks which have large excess emission compared to their age, which cannot be explained simply by the conventional steady-state evolution model. From the zodiacal light analysis, we find the possibility that the dust grains trapped in the Earth's resonance orbits have increased by a factor of ~3 in the past ~20 years. Combining these results, we discuss the non-steady processes in debris disks and the zodiacal light.
We present observational estimation of the infrared (IR) luminosity function (LF) of local (z < 0.3) star-forming (SF) galaxies derived from the AKARI NEP-Wide samples. We made an analysis of the NEP-Wide data with optical spectroscopic information allowing an accurate determination of luminosity function. Spectroscopic redshifts for about 1650 objects were obtained with MMT/Hectospec and WIYN/Hydra, and the median redshifts is about 0.22. To measure the contribution of SF galaxies to the luminosity function, we excluded AGN sample by comparing their SEDs with various model template. Spectroscopic redshifts and the AKARI's continuous filter coverage in the mid-IR (MIR) wavelength (2 ~ 25 micron) enable us to avoid large uncertainties from the mid-IR SED of galaxies and corresponding k-corrections. The 8-micron luminosity function shows a good agreement with the previous works in the bright-end, whereas it seems not easy to constrain the faint-end slope. The comparison with the results of the NEP-Deep data (Goto et al. 2010) suggests the luminosity evolution to the higher redshifts, which is consistent with the down-sizing evolutionary pattern of galaxies.
Ita, Yoshifusa;Kato, Daisuke;Onaka, Takashi;AKAR.LMC survey team
Publications of The Korean Astronomical Society
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v.27
no.4
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pp.165-169
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2012
We observed an area of 10 $deg^2$ of the Large Magellanic Cloud using the Infrared Camera (IRC) onboard AKARI. The observations were carried out using five imaging filters (3, 7, 11, 15, and $24{\mu}m$) and the prism disperser ($2-5{\mu}m$, ${\lambda}/{\Delta}{\lambda}{\sim}20$) equipped in the IRC. This paper presents an outline of the survey project and also describes very briefly the newly compiled near- to mid-infrared point source catalog. The $10{\sigma}$ limiting magnitudes are 17.9, 13.8, 12.4, 9.9, and 8.6 mag at 3.2, 7, 11, 15 and $24{\mu}m$, respectively. The photometric accuracy is estimated to be about 0.1 mag at $3.2{\mu}m$ and 0.06 - 0.07 mag in the other bands. The position accuracy is 0.3" at 3.2, 7 and $11{\mu}m$ and 1.0" at 15 and $24{\mu}m$. The sensitivities at 3.2, 7, and $24{\mu}m$ are roughly comparable to those of the Spitzer SAGE LMC point source catalog, while the AKARI catalog provides the data at 11 and $15{\mu}m$, covering the near- to mid-infrared spectral range continuously.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2010.02a
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pp.127-127
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2010
Owing to many advantages on indirect intersubband absorption from the hole miniband to the electron miniband based on the type-II band alignment in InAs/GaSb strained-layer superlattice (SLS), InAs/GaSb SLS infrared photodetector (SLIP) has emerged as a promising system to realize high-detectivity quantum photodetector operating up to room temperature in the spectral range of mid-infrared (MIR) to far-infrared (FIR). In particular, n-barrier-n (n-B-n) structure designed for blocking the majority-carrier dark current makes it possible for MIR/FIR dual-band SLIP whose photoresponse (PR) band can be exclusively selected by the bias polarity. In this study, we present the MIR and FIR photoresponse (PR) mechanism identified by dual-band PR spectra and photoluminescence (PL) profiles taken from InAs/GaSb SLIP. In the MIR/FIR PR spectra measured by changing bias polarity, each spectrum individually shows a series of distinctive peaks related to the transitions from the hole subbands to the conduction one. The PR mechanism at each polarity is discussed in terms of diffusion current, and a superposition of MIR-PR in the FIR-PR spectrum is explained by tunnelling of electrons activated in MIR-SLS. The effective FIR-PR spectrum decomposed into three curves for HH1, LH1, and HH2 has revealed the edge energies of 120, 170, and 220 meV, respectively, and the temperature variation of the MIR-PR edge energies shows that the temperature behavior of the SLS systems can be approximately expressed by the Varshni empirical equation.
In this study, mid-infrared transparent zinc sulfide (ZnS) ceramics were fabricated through hydrothermal synthesis with different molar ratios of S/Zn (S/Zn = 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, and 1.6). The ZnS ceramics were sintered at a relatively low temperature of $850^{\circ}C$ to prevent the occurrence of the hexagonal phase featuring optical anisotropy. The phase composition, microstructure, and optical properties of the ZnS ceramics were subsequently investigated by employing X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Fouriertransform infrared spectroscopy. The results obtained indicate that the ZnS nanoparticles feature the cubic phase, without the hexagonal phase. Moreover, with increasing S, the crystallinity and particle size of the ZnS nanoparticles increased. The crystallinity and density of the ZnS ceramics improved when the molar ratio of S was higher than the molar ratio of Zn, thereby enhancing the transmittance. Furthermore, the ZnS ceramic with an S/Zn value of 1.2 was found to exhibit the highest transmittance of approximately 69% owing to the reduced occurrence of the hexagonal phase and a high density of 99.8%.
ASTRO-F is the next generation Japanese infrared space mission of the Institute of Space and Astronautical Science. ASTRO-F will be dedicated to an All Sky Survey in the far-infrared in 4 bands from 50-200microns with 2 additional mid-infrared bands at 9microns and 20microns. This will be the first all sky survey in the infrared since the ground breaking IRAS mission almost 20 years ago and the first ever survey at 170microns. The All Sky Survey should detect 10's of millions of sources in the far-infrared bands most of which will be dusty luminous and ultra-luminous star forming galaxies, with as many as half lying at redshifts greater than unity. In this contribution, the ASTRO-F mission and its objectives are reviewed and many of the mission expectations are discussed.
Mori, T.I.;Sakon, I.;Onaka, T.;Umehata, H.;Kaneda, H.;Ohsawa, R.
Publications of The Korean Astronomical Society
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v.27
no.4
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pp.209-212
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2012
We present the results of the near-infrared (NIR) to mid-infrared (MIR) slit spectroscopic observations of the diffuse emission toward nine positions in the nearby irregular galaxy Large Magellanic Cloud (LMC) with the Infrared Camera (IRC) on board AKARI. The unique characteristic of AKARI/IRC provides a great opportunity to analyze variations in the unidentified infrared (UIR) bands based on continuous spectra from 2.5 to $13.4{\mu}m$ of the same slit area. The observed variation of $I_{3.3}/I_{11.3}$ suggests destruction of small-sized UIR band carriers, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in harsh environments. This result demonstrates that the UIR $3.3{\mu}m$ band provides us powerful information on the excitation conditions and/or the size distribution of PAHs, which is of importance for understanding the evolutionary process of hydrocarbon grains in the Universe. It also suggests a new diagnostic diagram of two band ratios, such as $I_{3.3}/I_{11.3}$ versus $I_{7.7}/I_{11.3}$, for the interstellar radiation conditions. We discuss on the applicability of the diagnostic diagram to other astronomical objects, comparing the LMC results with those observed in other galaxies such as NGC 6946, NGC 1313, and M51.
The SPICA (SPace Infrared Telescope for Cosmology & Astrophysics) project is a next-generation infrared space telescope optimized for mid- and far-infrared observation with a cryogenically cooled 3m-class telescope. It will achieve the high resolution as well as the unprecedented sensitivity from mid to far-infrared range. The FPC (Focal Plane Camera) proposed by KASI as an international collaboration is a near-infrared instrument. The FPC-S and FPC-G are responsible for the scientific observation in the near-infrared and the fine guiding, respectively. The FPC-G will significantly reduce pointing error down to below 0.075 arcsec through the observation of guiding stars in the focal plane. We analyzed the pointing requirement from the focal plane instruments as well as the error factors affecting the pointing stability. We also obtained the expected performance in operation modes. We concluded that the FPC-G can achieve the pointing stability below 0.075 arcsec which is the requirement from the focal plane instruments.
An attempt to derive the surface temperature from the Korea Multi-purpose Satellite (KOMPSAT)-3A mid-wave infrared (MWIR) data acquired over the southern California on Nov. 14, 2015 has been made using the MODerate resolution atmospheric TRANsmission (MODTRAN) radiative transfer model. Since after the successful launch on March 25, 2015, the KOMPSAT-3A spacecraft and its two payload instruments - the high-resolution multispectral optical sensor and the scanner infrared imaging system (SIIS) - continue to operate properly. SIIS uses the MWIR spectral band of 3.3-5.2 ㎛ for data acquisition. As input data for the realistic simulation of the KOMPSAT-3A SIIS imaging conditions in the MODTRAN model, we used the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) atmospheric profiles, the KOMPSAT-3Asensor response function, the solar and line-of-sight geometry, and the University of Wisconsin emissivity database. The land cover type of the study area includes water,sand, and agricultural (vegetated) land located in the southern California. Results of surface temperature showed the reasonable geographical pattern over water, sand, and agricultural land. It is however worthwhile to note that the surface temperature pattern does not resemble the top-of-atmosphere (TOA) radiance counterpart. This is because MWIR TOA radiances consist of both shortwave (0.2-5 ㎛) and longwave (5-50 ㎛) components and the surface temperature depends solely upon the surface emitted radiance of longwave components. We found in our case that the shortwave surface reflection primarily causes the difference of geographical pattern between surface temperature and TOA radiance. Validation of the surface temperature for this study is practically difficult to perform due to the lack of ground truth data. We therefore made simple comparisons with two datasets over Salton Sea: National Aeronautics and Space Administration (NASA) Jet Propulsion Laboratory (JPL) field data and Salton Sea data. The current estimate differs with these datasets by 2.2 K and 1.4 K, respectively, though it seems not possible to quantify factors causing such differences.
FTIR spectroscopic study was undertaken on dickite and pyrophyllite with Si and Al cations in the far-infrared(Far-IR) and mid-infrared (Mid-IR) regions, respectively. Attempts were made to present bonding information and make assignments on the absorption bands of dickite in the Far-IR region. Dickites contain a small proportions or kaolinite or nacrite layers. FTIR can be used as a potential tool for characterizing the presence of mixed-layer with different polytypes of the kaolin minerals. There is no clear relationship between Hinckley index and crystallinity of dickite. Although pyrophyllite shows a strong OH stretching band at 3673-3676 $cm^{-1}$ / corresponding to an inner hydroxyl group, the weak band at $3645-3648 cm^{-1}$ seems to be due to the symmetric vibration if the symmetry of the structure is not ideal, probably due to the presence of trace Fe or mixture phases of 1Tc and 2M polytypes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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