未同定赤外バンドのキャリアの同定と重水素化による赤外スペクトルへの影響の調査

• Project Area: Evolution of molecules in space: from interstellar clouds to proto-planetary nebulae
• Project/Area Number: 26108505
• 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: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 左近 樹 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70451820)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2014: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 星間物質 / ダスト / 赤外線天文学 / 国際宇宙ステーション / 宇宙曝露実験 / 実験天文学 / 多環式芳香族炭化水素 / 星間ダスト / 星間有機物 / 曝露実験

Outline of Annual Research Achievements

本研究は宇宙空間に漂う星間物質のうち、普遍的に観測される赤外未同定バンド放射の担い手である有機物物質の物質同定と物性の理解を目的とする研究である。本研究における機軸となる手法として、室内のダスト合成実験に加えて、合成したダストを含む試料を国際宇宙ステーションきぼう実験棟簡易曝露実験装置ExHAMを利用して宇宙空間に曝露する実験を開始した。平成27年度は室内ダスト合成実験に基づいて、窒素を含有する芳香族／脂肪族炭化水素の赤外特性を調査し、窒素プラズマにC60または多環式芳香族炭化水素を晒して回収される合成試料が、実際に観測される未同定赤外バンドの赤外スペクトル特性に酷似する事を見いだした。その結果、未同定赤外バンド放射の担い手として、従来の多環式芳香族炭化水素による理解だけでなく、窒素を含有する「より有機的な物質」による理解が必要となるという結論を得た。また、宇宙曝露実験においては、重水素を含む急冷炭素質物質および窒素を含む急冷炭素質物質などを搭載した実験試料(EE64-III)の準備を行い、平成28年度末に安全審査、認定試験後審査、出荷前審査を全てクリアし、平成28年4月8日に国際宇宙ステーションにむけてドラゴン補給船８号機で打ち上げられた。同時に、平成27年5月より曝露実験をスタートし、平成28年夏に帰還予定の実験試料(EE64-IおよびEE64-II)については、期間後の分析手法の検討と準備を実施した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Tezpur University(India)
• [Journal Article] Concurrent Formation of Carbon and Silicate Dust in Nova V1280 Sco (2016)
  • Author(s): Sakon, I., Sako, S., Onaka, T., Nozawa, T., Kimura, Y., Fujiyoshi, T., Shimonishi, T., Usui, F., Takahashi, H., Ohsawa, R., Arai, A., Uemura, M., Nagayama, T., Koo, B-C., and Kozasa, T.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 817 Issue: 2 Pages: 145-167
  • DOI: 10.3847/0004-637x/817/2/145
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Infrared Properties of Laboratory-synthesized Nitrogen-containing Carbonaceous Composites (2015)
  • Author(s): Sakon, I., Sato, K., Onaka, T., Kimura, S., Wada, S., Ogawa, N., Ohkouchi, N., Pathak, A.
  • Journal Title: Asian Journal of Physics Volume: 24 Pages: 1143-1150
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 炭素質ナノ粒子の宇宙風化と星間有機物進化の実証研究 (2015)
  • Author(s): 左近樹、尾中敬、木村勇気、木村誠二、中村正人、市村淳、稲富裕光、小川奈々子、大河内直彦、渡辺英幸、赤城弘樹、杉紀夫、和田節子
  • Journal Title: JSASS Volume: 4315 Pages: 1-6
  • NAID: 40020618702
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Theoretical study of deuteronated PAHs as carriers for IR emission features in the ISM, (2015)
  • Author(s): Buragohain, M., Pathak, A., Sarre, P., Onaka, T., and Sakon, I.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 454 Issue: 1 Pages: 193-204
  • DOI: 10.1093/mnras/stv1946
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] An Attempt to Understand the Properties of Interstellar Dust Based on Space Exposure Experiment of Laboratory-Synthesized Carbonaceous Samples using ISS/KIBO/ExHAM (2016)
  • Author(s): Sakon I.
  • Organizer: 41st COSPAR SCIENTIFIC ASSEMBLY
  • Place of Presentation: Istanbul, TURKEY
  • Year and Date: 2016-07-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Infrared Properties of Nitrogen-bearing Carbonaceous Composite (2016)
  • Author(s): Sakon I.
  • Organizer: Exoplanets and Disks: Their Formation and Diversity III
  • Place of Presentation: ホテル日航八重山（沖縄県石垣市）
  • Year and Date: 2016-02-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Carbon and silicate dust formation in V1280 Sco (2015)
  • Author(s): Sakon, I.
  • Organizer: The 11th Pacific Rim Conference on Stellar Astrophysics, Physics and Chemistry of the Late Stages of Stellar Evolution
  • Place of Presentation: Hong Kong, PR CHINA
  • Year and Date: 2015-12-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Attempts to understand the nature of the carriers of UIR bands (2015)
  • Author(s): 左近 樹
  • Organizer: 第32回Grain Formation Workshop
  • Place of Presentation: 北海道大学低温科学研究所（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-12-09
• [Presentation] 炭未同定赤外バンドの担い手の同定への試み：実験室でのダスト合成実験と宇宙環境での炭素質ダストの曝露実験 (2015)
  • Author(s): 左近 樹
  • Organizer: 新学術領域「宇宙分子進化」全体集会
  • Place of Presentation: 北海道大学低温科学研究所（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-10-22
• [Presentation] 炭素質ナノ粒子の宇宙風化と星間有機物進化の実証研究テーマについて (2015)
  • Author(s): 左近 樹
  • Organizer: 第59回宇宙科学技術連合講演会
  • Place of Presentation: かごしま県民交流センター（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2015-10-07
• [Presentation] 国際宇宙ステーション「きぼう」利用 簡易曝露実験装置ExHAMを利用した炭素質ダストの宇宙環境曝露実験 (2015)
  • Author(s): 左近 樹
  • Organizer: 日本天文学会2015年秋季年会
  • Place of Presentation: 甲南大学（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] ISS「きぼう」日本実験棟 ExHAM を利用したダストの宇宙曝露実験計画 (2015)
  • Author(s): 左近 樹
  • Organizer: 日本天文学会2015年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [Presentation] Exposure experiment of carbonaceous solids using JEM/ExHAM on the International space station (2014)
  • Author(s): Sakon, I., Onaka, T., Kimura, Y., Kimura, S., Wada, S., Nakamura, M., Ichimura, A., Ogawa, N. O., and Ohkouchi, N.
  • Organizer: International Conference on Interstellar Dust, Molecules and Chemistry 2014
  • Place of Presentation: Tezpur University, India
  • Year and Date: 2014-12-15 – 2014-12-18
  • Invited
• [Presentation] Quest for the Compositional identification and Chemical evolutional understanding of the interstellar carbonaceous dust based on the experiment using JEM/ExHAM on the ISS (2014)
  • Author(s): Sakon, I., Onaka, T., Kimura, Y., Kimura, S., Nakamura, M., Ichimura, A., and Wada, S.
  • Organizer: Workshop on Interstellar Matter 2014
  • Place of Presentation: Hokkaido University
  • Year and Date: 2014-10-16 – 2014-10-18
• [Presentation] 実験室および ISS 軌道上実験に基づく未同定赤外バンドの担い手の理解 (2014)
  • Author(s): 左近 樹
  • Organizer: 日本天文学会2014年秋季年会
  • Place of Presentation: 山形大学
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Remarks] ISS/KIBO/ExHAM/QCC project
  • URL: http://exoplanets.astron.s.u-tokyo.ac.jp/QCC/index.html