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電波および赤外線観測で切り拓く銀河系外縁部の星間化学

Publicly Offered Research

Project AreaA Paradigm Shift by a New Integrated Theory of Star Formation: Exploring the Expanding Frontier of Habitable Planetary Systems in Our Galaxy
Project/Area Number 19H05067
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

下西 隆  新潟大学, 研究推進機構, 助教 (80725599)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords星間化学 / 星間分子 / 原始星 / 星形成 / 銀河系外縁部 / アルマ / 電波天文学 / 赤外線天文学 / 有機分子
Outline of Research at the Start

天の川銀河にはこれまでに多種多様な星間分子が発見されており、その中には水や大型有機分子などの生命にとって不可欠な分子種も含まれている。誕生直後、バリオン物質としてはほぼ水素とヘリウムだけで構成されていた宇宙が、現在のような化学的に豊かな状態に至る過程の理解は、現代天文学における最重要課題の一つである。本研究では、過去の宇宙の始原的な環境を残す銀河系外縁部における星間物質の観測的研究によりこの課題に挑戦する。

Outline of Annual Research Achievements

銀河系最外縁部の星形成領域の原始星に付随する星間物質の化学的性質を観測的に明らかにすることを目的としている。我々の住む銀河系の最外縁部は、その低い金属量環境のため、銀河系形成初期の原始的な環境を残すと考えられており、過去の低金属量宇宙における星形成過程・物質進化過程を探る上で重要な研究対象である。本年度の研究では、アルマ望遠鏡による銀河系最外縁部の星形成領域に対する高感度・高空間分解能サブミリ波観測データの詳細な解析を行った。ここで発見された天体に付随する分子ガスの物理・化学状態の診断に基づき、この天体が星形成の途上で出現するホットコアと呼ばれる暖かい分子ガスに包まれた段階の原始星であることを明らかにした。銀河系最外縁部においてこのような極めて豊かな化学組成を持つ原始星の発見を報告したのは本研究が初めてであり、銀河系最外縁部の原始的な環境下においても星・惑星材料物質の化学的複雑性が存在することが明らかになった。本研究成果は、新潟大学・国立天文台・台湾中央研究院天文及天文物理研究所より共同でプレスリリースを行い、アウトリーチ活動を通した成果の社会還元も行った。また、本研究の結果をより多くの外縁部星形成領域に拡張するため、研究協力者らと連携してアルマ望遠鏡及びジェミナイ南望遠鏡による新たな電波・赤外線観測を提案し、これらが採択された。ここで得られるデータは今後のより発展的な研究へとつながることが期待される。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] ASIAA(台湾)

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  • [Journal Article] The Detection of a Hot Molecular Core in the Extreme Outer Galaxy2021

    • Author(s)
      Takashi Shimonishi, Natsuko Izumi, Kenji Furuya, Chikako Yasui
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 922 Issue: 2 Pages: 206-206

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac289b

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  • [Journal Article] Discovery of two infrared objects with strong ice absorption in the AKARI slitless spectroscopic survey of the Galactic Plane2021

    • Author(s)
      T. Onaka, T. Kimura, I. Sakon, and T. Shimonishi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 916 Issue: 2 Pages: 75-75

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0531

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Identification of Methyl Isocyanate and Other Complex Organic Molecules in a Hot Molecular Core, G31.41+0.312021

    • Author(s)
      Gorai Prasanta, Das Ankan, Shimonishi Takashi, Sahu Dipen, Mondal Suman Kumar, Bhat Bratati, Chakrabarti Sandip K.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 907 Issue: 2 Pages: 108-108

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc9c4

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemistry and physics of a low-metallicity hot core in the Large Magellanic Cloud2020

    • Author(s)
      Shimonishi, T., Das, A., Sakai, N., Tanaka, K. E. I., Aikawa, Y., Onaka, T., Watanabe, Y., and Nishimura, Y.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 891 Issue: 2 Pages: 164-164

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab6e6b

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Complex Organic Molecules in Star-Forming Regions of the Magellanic Clouds2019

    • Author(s)
      Marta Sewilo, Steven B. Charnley, Peter Schilke, Vianney Taquet, Joana M. Oliveira, Takashi Shimonishi, Eva Wirstrom, Remy Indebetouw, Jacob L. Ward, Jacco Th. van Loon, Jennifer Wiseman, Sarolta Zahorecz, Toshikazu Onishi, Akiko Kawamura, C. -H. Rosie Chen, Yasuo Fukui, Roya Hamedani Golshan
    • Journal Title

      ACS Earth and Space Chemistry

      Volume: 3 Issue: 10 Pages: 2088-2109

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.9b00065

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemical Complexity of Star-Forming Regions at Low Metallicity2021

    • Author(s)
      Takashi Shimonishi
    • Organizer
      43rd COSPAR Scientific Assembly
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] From Ice to Gas: Astrochemical perspective in the JWST era and the synergy with ALMA2021

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      Takashi Shimonishi
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      ALMA/45m/ASTE Users Meeting FY2020
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  • [Presentation] ALMA Discovery of Chemical Complexity at the Edge of our Galaxy2021

    • Author(s)
      Takashi Shimonishi
    • Organizer
      Workshop on Interstellar Matter 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Discovery of a Hot Molecular Core at the Edge of the Galaxy2021

    • Author(s)
      Takashi Shimonishi
    • Organizer
      Astrochemical Frontiers 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Astrochemistry at the Extreme Outer Galaxy2020

    • Author(s)
      Takashi Shimonishi
    • Organizer
      Molecular gas observations toward the Local Group and the outer Milky Way
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ALMA View of Chemistry of Hot Molecular Cores at Low Metallicity2020

    • Author(s)
      Takashi Shimonishi
    • Organizer
      East-Asian ALMA Science Workshop
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 星形成領域の星間氷観測2020

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      下西隆
    • Organizer
      第36回Grain Formation Workshop
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  • [Presentation] SPICA observations of interstellar chemistry at low metallicity2019

    • Author(s)
      Takashi Shimonishi
    • Organizer
      Exploring the Infrared Universe: The Promise of SPICA
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 広視野赤外観測による近傍星形成銀河内の原始星探査2019

    • Author(s)
      下西隆
    • Organizer
      (近)赤外線広視野サイエンスワークショップ ~2020年代に我々はどう主導権を確保するか?
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    • Invited
  • [Presentation] NIR-MIR-Radio Spectroscopic Study of Astrochemistry at Low Metallicity2019

    • Author(s)
      Takashi Shimonishi
    • Organizer
      Mid-infrared Astronomy -Past 20 years and Future 20 years
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Physics and Chemistry of a Low-Metallicity Hot Molecular Core in the LMC2019

    • Author(s)
      下西隆
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] International Press Release

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/en/news/10259/

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  • [Remarks] プレスリリース

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/news/2021/97383/

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-12-28  

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