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情報通信工学科

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工学部 情報通信工学科/通信系

北元研究室

電磁波観測から惑星環境を調べる

学位

博士(理学) 東北大学2015年

略歴

2015年4月 - 2018年3月 東北大学大学院理学研究科 研究員
2018年4月 - 2020年3月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 日本学術振興会特別研究員
2020年4月 - 現在 東北工業大学 工学部 情報通信工学科 講師
2022年4月 - 現在 東北大学大学院理学研究科 客員研究員

研究分野

電磁波計測・惑星圏物理学

担当科目

  • 物理学I
  • 物理学II
  • 情報通信工学実験I

研究室所属学生の卒業研修(論文/設計/制作)

  • 太陽系外惑星電波検出に関する研究
  • 電波パルサーを用いた磁気圏プラズマ観測手法に関する研究
  • 低周惑星電波観測装置の開発

教員からのメッセージ

自然界には電磁波の放射を伴う現象が数多く存在し(雷・太陽表面の爆発現象・惑星オーロラなど)、アンテナを用いてとらえることができます。これらの電磁波を観測することで、惑星周辺の電磁環境や太陽の状態を知ることができ、宙空災害の防止などにも広く役立てられています。本研究室では電磁波計測を通して、惑星で起こる諸現象や太陽が惑星環境に及ぼす影響の解明を目指しています。

研究テーマ

木星電波の研究

磁場を持つ惑星からは極域からオーロラに関連した電波が、赤道域からは惑星周辺の高エネルギー粒子帯からの電波が放射されています。太陽風(太陽からのプラズマ流)や太陽紫外線により、惑星周辺の「電磁環境」が変化し、宇宙飛行士や人工衛星に影響を与えます。一方で、惑星から放射される電波も太陽の影響を受けて変動するため、惑星電波を常時観測することで太陽が惑星環境に与える影響を調べることができます。木星は太陽系内で最大の惑星ですが、地球とは異なった環境に目を向けることで、「太陽と惑星」の根本的な関係性を理解することが目的です。

系外惑星電波の研究

これまで多くの系外惑星が発見されており、第二の地球探しの流れが加速していますが、地球のように磁場の存在が確認された惑星は多くありません。磁場は主星(太陽)からの有害な放射線から惑星を守るために必要です。磁場を持つ天体は極域からオーロラに関連した電磁波が放射されており、この電波を検出することが惑星の磁場を検出することに繋がります。周波数が低いほど磁場が小さな天体まで検出可能であるため、低周波の電波望遠鏡を用いて系外惑星電波を検出することを目指しています。

低周波太陽・惑星電波観測システムの開発

世界にはインドやオランダに大型電波望遠鏡(アンテナ)が存在しますが、これらの施設はマシンタイムが限られており、年に数日程度しか使用することができません。しかしながら、太陽や惑星は日スケールで変動しており、継続した観測が必要です。そこで、自前の観測装置を用いて、太陽・惑星に特化した観測システムの開発を目指します。

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