ALMA望遠鏡を用いたデブリ円盤におけるガス探査

• Project Area: A Paradigm Shift by a New Integrated Theory of Star Formation: Exploring the Expanding Frontier of Habitable Planetary Systems in Our Galaxy
• Project/Area Number: 19H05090
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tokyo Denki University (2020); National Astronomical Observatory of Japan (2019)
• Principal Investigator: 樋口 あや 東京電機大学, 理工学部, 助教 (00648214)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: デブリ円盤 / ALMA望遠鏡 / 原始惑星系円盤 / 電波天文学 / ALMA

Outline of Research at the Start

デブリ円盤は、太陽系以外の若い恒星周りで発見された、主に塵や岩石から構成される円盤で、数10-数100auの半径を持つリング状構造をしたものが多く見つかっており、リング構造や既に円盤内で形成された惑星の探査などの研究がなされてきた。しかし近年、デブリ円盤にはほとんどないと考えられてきた「ガス成分」が多くのデブリ円盤で発見され、その起源が注目されている。本研究では、デブリ円盤のガスの化学組成に着目し、その起源が、形成過程で残存されたものであるのか、あるいは塵からの2次的供給であるのかを探る。

Outline of Annual Research Achievements

デブリ円盤は、太陽系以外の若い恒星周りで発見された、主に塵や岩石から構成される円盤で、数10-数100auの半径を持つリング状構造をしたものが多く見つかっており、リング構造や既に円盤内で形成された惑星の探査などの研究がなされてきた。しかし近年、デブリ円盤にはほとんどないと考えられてきた「ガス成分」が多くのデブリ円盤で発見され、その起源が注目されている。本研究ではデブリ円盤のガスの組成に着目し、その起源が形成過程で残存されたものであるのか、あるいは塵からの2次的供給であるのかを探る。本年度は昨年度から引き続き、ALMA望遠鏡のアーカイブデータと独自の解析ツールを用いることで、デブリ円盤のガスの物理状態について解析を行い、これまでにない視点での研究を推進した。また近年の観測研究をまとめた解説論文も執筆した。今後は、研究室に所属する学生の卒業研究のテーマとして、電波観測だけにとどまらず、光・赤外線望遠鏡による観測デブリ円盤の研究を推進し、データ取得後は、独自のデータアーカイブを構築することも検討していきたい。

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。

Research Products

• [Journal Article] Development and Operation of SMOKA (2022)
  • Author(s): 中島 康、樋口 あや、格和 純、小野里 宏樹、野田 祥代、古澤 順子、本間 英智、高田 唯史、市川 伸一
  • Journal Title: Report of the National Astronomical Observatory of Japan Volume: 22 Issue: 0 Pages: 1-44
  • DOI: 10.50916/rnaoj.22.0_1
  • NAID: 130008165349
  • ISSN: 0915-6321, 2436-1402
  • Year and Date: 2022-03-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] デブリ円盤に付随するガスの起源 - その解明へ向けて (2022)
  • Author(s): 樋口 あや
  • Journal Title: 日本惑星科学会誌遊星人 Volume: 31 Pages: 78-87
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The Perseus ALMA Chemistry Survey (PEACHES). I. The Complex Organic Molecules in Perseus Embedded Protostars (2021)
  • Author(s): Yang Yao-Lun、Sakai Nami、Zhang Yichen、Murillo Nadia M.、Zhang Ziwei E.、Higuchi Aya E.、Zeng Shaoshan、Lopez-Sepulcre Ana、Yamamoto Satoshi、Lefloch Bertrand、Bouvier Mathilde、Ceccarelli Cecilia、Hirota Tomoya、Imai Muneaki、Oya Yoko、Sakai Takeshi、Watanabe Yoshimasa
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 910 Issue: 1 Pages: 20-20
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abdfd6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Surprisingly Low Carbon Mass in the Debris Disk around HD 32297 (2020)
  • Author(s): Cataldi Gianni、Wu Yanqin、Brandeker Alexis、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 892 Issue: 2 Pages: 99-114
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab7cc7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] First Detection of Submillimeter-wave [13C I] 3P1-3P0 Emission in a Gaseous Debris Disk of 49 Ceti with ALMA (2019)
  • Author(s): Higuchi Aya E.、Oya Yoko、Yamamoto Satoshi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 885 Issue: 2 Pages: 39-44
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab518d
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] First Subarcsecond Submillimeter-wave [C i] Image of 49 Ceti with ALMA (2019)
  • Author(s): Higuchi Aya E.、Saigo Kazuya、Kobayashi Hiroshi、Iwasaki Kazunari、Momose Munetake、Lou Soon Kang、Sakai Nami、Kunitomo Masanobu、Ishihara Daisuke、Yamamoto Satoshi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 883 Issue: 2 Pages: 180-180
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab3d26
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Sulfur-bearing Species Tracing the Disk/Envelope System in the Class I Protostellar Source Elias 29 (2019)
  • Author(s): Oya Yoko、Lopez-Sepulcre Ana、Sakai Nami、Watanabe Yoshimasa、Higuchi Aya E.、Hirota Tomoya、Aikawa Yuri、Sakai Takeshi、Ceccarelli Cecilia、Lefloch Bertrand、Caux Emmanuel、Vastel Charlotte、Kahane Claudine、Yamamoto Satoshi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 881 Issue: 2 Pages: 112-128
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2b97
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Exocometary Science (2019)
  • Author(s): Matra, Luca、Kral, Quentin、Su, Kate、et al.
  • Journal Title: Astro2020 Science White Paper Volume: 51 Pages: 391-399
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] ACA observations toward gaseous debris disks (2022)
  • Author(s): 樋口 あや
  • Organizer: 新学術領域「星惑星形成」2021 年度大研究会
• [Presentation] Toward understanding origin of gas in debris disks (2020)
  • Author(s): Aya Higuchi
  • Organizer: East Asian ALMA Science Workshop 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Band 8 Science Case: What we learned from observations of gas in debris disks (2019)
  • Author(s): Aya Higuchi
  • Organizer: East Asian ALMA Development Workshop 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] First sub-arcsecond submillimeter-wave [C I] image of 49 Ceti with ALMA (2019)
  • Author(s): Aya Higuchi
  • Organizer: Current and future trends in debris discs II
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Observations of gaseous debris disks (2019)
  • Author(s): Aya Higuchi
  • Organizer: New Quests in Stellar Astrophysics IV Astrochemistry, Astrobiology and the Origin of Life
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/ayahiguchi
• [Remarks] 東京電機大学
  • URL: https://ra-data.dendai.ac.jp/tduhp/KgApp/k03/resid/S000055