2017 Fiscal Year Annual Research Report
Formation of ices and organic molecules in interstellar molecular clouds
| Project Area | Evolution of molecules in space: from interstellar clouds to proto-planetary nebulae |
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| Project/Area Number |
25108002
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
香内 晃 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60161866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽馬 哲也 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (20579172)
日高 宏 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00400010)
橘 省吾 東京大学, 理学系研究科, 教授 (50361564)
薮下 彰啓 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70371151)
荒木 光典 東京理科大学, 総合研究機構, プロジェクト研究員 (90453604)
中野 英之 京都教育大学, 教育学部, 准教授 (80554310)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 星間分子雲 / 表面原子反応 / 光化学反応 / 氷 / 有機物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
星間分子雲における，氷・有機物の生成・進化過程の全体像を明らかにすることを目的とする．本研究計画では，分子雲に存在する低温の星間塵上で起こる原子反応および光化学反応に関する実験を系統的・定量的におこなう．その上で，各種反応の反応速度，生成物の分岐比などを決定する．実験生成物の化学組成・同位体組成は分析班で分析し，観測班・理論班の研究成果を包括することにより，分子雲における化学進化の大筋を描き出す．
極低温表面原子反応実験装置を用いて，10Kで硫化水素（H2S）へH原子を照射し，引き抜き反応と続いて起こる付加反応を調べた．その結果，反応熱によって生成されたH2Sが効率的に脱離することを見いだした．この結果は，なぜ10Kという極低温にもかかわらず，星間分子雲の気相中に多種類の星間分子が存在するのかという50年来の疑問へ答えるものである．
光化学反応実験装置を用いて，不純物を含む氷（H2O, CO, CH3OH, NH3）への紫外線照射による有機物生成実験を引き続き行った．生成された有機物の粘弾性測定を-150から300℃まで行った．さらに有機物を透過型電子顕微鏡内で600℃まで加熱する実験を行い，構造および元素組成の変化を初めて明らかにした．この結果は，太陽系始原有機物と実験結果の比較により，太陽系の始原有機物がどのような組成の氷から生成されたかを明らかにすることができる事を示したものである．昨年度に氷結晶に紫外線を照射して生成されたアモルファスH2O氷を透過型電子顕微鏡で観察し，50から140Kの広い範囲で粘性の大きな液体になっていることを見出した．今年度はさらに，蒸着法で作製したアモルファスH2O氷に紫外線を照射した場合でも液化現象が生じることを確認し，形状変化を観察しなくても回折像のハローパターンを解析することにより液化現象を確認できることを見いだした．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(37 results)
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[Journal Article] Liquid-like behavior of UV-irradiated interstellar ice analog at low temperatures2017
Author(s)
S. Tachibana, A. Kouchi, T. Hama, Y. Oba, L. Piani, I. Sugawara, Y. Endo, H. Hidaka, Y. Kimura, K. Murata, H. Yurimoto, and N. Watanabe
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Journal Title
Science Advances
Volume: 3
Pages: eaao2538（6pp)
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Formation of an ultracarbonaceous antarctic micrometeorite through minimal aqueous alteration in a small porous icy body2017
Author(s)
H.Yabuta, T. Noguchi, S.Itoh, T. Nakamura, A. Miyake, S. Tsujimoto, N. Ohashi, N. Sakamoto, M. Hashiguchi , K.Abe , A. Okubo, A. L. D. Kilcoyne, S. Tachibana, R. Okazaki, K. Terada, M. Ebihara, H.Nagahara
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Journal Title
Geochimica et Cosmochimica Acta
Volume: 214
Pages: 172-190
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Observation of liquid-like behavior of UV-irradiated amorphous ices2017
Author(s)
A. Kouchi, S. Tachibana, T. Hama, Y. Oba, L. Piani, I. Sugawara, Y. Endo, H. Hidaka, Y. Kimura, K. Murata, H. Yurimoto, and N. Watanabe
Organizer
Meeting on DIPPS (Dust and Ice Particles Spectroscopy and Scattering)
Int'l Joint Research / Invited
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