高解像度赤外線偏光観測による前主系列星及び原始星の星周構造の解明

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12J00110
• Research Institution: The Graduate University for Advanced Studies
• Principal Investigator: 權 靜美 総合研究大学院大学, 物理科学研究科, 特別研究員(DC2)
• Keywords: 円偏光 / 直線偏光 / 星形成 / 星周構造

Research Abstract

本研究では、南アフリカにあるIRSF望遠鏡とSIRPOL観測装置を用いて、星形成領域の近赤外(1-2.5μmの3波長帯)偏光観測サーベイを推進し、若い星の星周構造に迫った。
Monoceros OB1分子雲中の星形成領域NGC 2264に関する直線偏光観測(Kwon et al.2011, ApJ, 741,35)の続きとして大質量星形成領域であるNGC 6334-Vにおいて、初めて円偏光を直線偏光と組み合わせて解析・解釈した。その結果、今まで報告された中で最も大きい円偏光度が検出されたので、早速論文化を行った。
本観測では、若くて重い星のまわりに広がる放射星雲の材料である塵粒子が、中心星からの赤外線を散乱した光をとらえた。その結果、(1)中心星を取り囲む赤外線反射星雲、(2)砂時計状のアウトフロー、(3)アウトフローをまたいで星周構造の外側に伸びる円偏光の四重極型パターン、(4)星形成領域で見つかっている円偏光のなかで一番大きい円偏光度(22%)、(5)同じく一番広がった(太陽系のサイズの約600倍)円偏光領域を発見した。星雲を照らしている若い大質量星は2つの星雲のほぼ中心に位置している。ちょうど真横から眺める濃いガスと塵の円盤に隠されているため、この画像の近赤外波長では全く見えないが、長い波長の赤外線で検出されている。本研究の直線偏光観測の結果からもこのことが確認された。さらに、観測だけでなく、3次元モンテカルロ・シミュレーションを行うことで、観測で検出されたような大きい円偏光度(22%)の形成メカニズムを明らかにした。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要に記した観測的研究の推進により主著査読論文を出版した。さらに観測だけでなく、直線偏光観測しかできない既存の偏光器に円偏光機能を持たせる開発も進めた。また、円偏光データ解析手法などの検討とともに進めている。これらの進捗は当初計画以上に進展している。

Strategy for Future Research Activity

今後は、広視野赤外線偏光撮像観測という独創的な手法で既に取得したIRSF/SIRPOLの広視野円・直線円偏光データから、大質量星形成領域から、低質量星形成領域までの系統的な議論を行うことで、円偏光が持つ傾向を明らかにすることを目指している。SIRPOLなど現在の観測装置では、YSOのエンベロープ領域で生じていると考えられている。さらに高解像度の観測により円盤自体の円偏光の有無を測定する。

Research Products

• [Journal Article] Near-Infrared Circular Polarization Images of NGC 6334-V (2013)
  • Author(s): Kwon. J., et al.
  • Journal Title: Astrophysical Journal Letter Volume: 765 Pages: L6(6pp)
  • DOI: 10.1088/2041-8205/765/1/L6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging Discovery of the Debris Disk around HIP 79977 (2013)
  • Author(s): Thalmann, C., Janson, M., Buenzli, E., Brandt, T. D., Wisniewski, J. P., Dominik, C., Carson, J., McElwain, M. W., Currie, T., Knapp, G. R., Moro-Martin, A., Usuda, T., Abe, L., Brandner, W., Egner, S., Feldt, M., Golota, T., Goto, M., Guyon, O., Hashimoto, J., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Kandori, R., Kudo, T., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Kwon. J., 18 coauthors
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 763 Pages: L29(7pp)
  • DOI: 10.1088/2041-8205/763/2/L29
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Imaging Discovery of a 'Super-Jupiter' Around the late B-Type Star к And★ (2013)
  • Author(s): Carson, J., Thalmann, C., Janson, M., Kozakis, T., Bonnefoy, M., B. Biller, B., Schlieder, J., Currie, T., McElwain, M., Goto, M., Henning, T., Brandner, W., Feldt, M., Kandori, R., Kuzuhara, M., Stevens, L., Wong, P., Gainey, K., Fukagawa, M., Kuwada, Y., Brandt, T., Kwon, J., 34 coauthors
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 763 Pages: L32(6pp)
  • DOI: 10.1088/2041-8205/763/2/L32
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New Techniques for High-Contrast Imaging with ADI : the ACORNSADI SEEDS Data Reduction Pipeline (2013)
  • Author(s): Brandt, T. D., McElwain, M. W., Turner, E. L., Abe, L., Brandner, W., Carson, J., Egner, S., Feldt, M., Golota, T., Goto, M., Grady, C. A., Guyon, O., Hashimoto, J., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Kandori, R., Knapp, G R., Kudo, T., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Kwon, J., 20 coauthors
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 764 Pages: 183(14pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/764121183
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polarimetric Imaging of Large Cavity Structures in the Pre-transitional Protoplanetary Disk around PDS 70 : Observations of the disk (2012)
  • Author(s): Hashimoto, J., Dong, R., Kudo, T., Honda, M., McClure, M., Zhu, Z., Muto, T., Wisniewski, J., Abe, L., Brandner, W., Brandt, T., Carson, J., Egner, S., Feldt, M., Fukagawa, M., Goto, M., Grady, C. A., Guyon, O., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Kandori, R., Knapp, G., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Kwon. J., 24 coauthors
  • Journal Title: The Astrophysical Journa Volume: 758 Pages: L19(6pp),
  • DOI: 10.1088/2041-8205/758/1/L19
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Structure of Pre-transitional Protoplanetary Disks I : Radiative Transfer Modeling of the Disk+Cavity in the PDS 70 system (2012)
  • Author(s): Dong, R., Hashimoto, J., Rafikov, R., Zhu, Z., Whitney, B., Kudo, T., Muto, T., Brandt, T., McClure, M. K., Wisniewski, J., Abe, L., Brandner, W., Carson, J., Egner, S., Feldt, M., Goto, M., Grady, C., Guyon, O., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Kandori, R., Knapp, GR., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Kwon. J., 21 coauthors
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 760 Pages: 111(11pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/760/2/111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subaru Imaging of Asymmetric Features in a Transitional Disk in Upper Scorpius (2012)
  • Author(s): Mayama, S., Hashimoto, J., Muto, T., Tsukagoshi, T., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Takahashi, Y., Kudo, T., Dong, R., Fukagawa, M., Takami, M., Momose, M., Abe, L., Akiyama, E., Brandner, W., Brandt, T., Carson, J., Egner, S., Feldt, M., Foilette, K., Goto, M., Grady, C. A., Guyon, O., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Kandori, R., Kwon. J., 22 coauthors
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 760 Pages: L26(5pp)
  • DOI: 10.1088/2041-8205/760/2/L26
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spiral Arms in the Asymmetrically Illuminated Disk of MWC 758 and Constraints on Giant Planets (2012)
  • Author(s): Grady, C. A., Muto, T., Hashimoto, J., Fukagawa, M., Currie, T., Biller, B., Thalmann, C., Sitko, M. L., Russell, R., Wisniewski, J., Dong, R., J. Kwon. J., 63 coauthors
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 762 Pages: 48(13pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/762/1/48
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mode identification in the high-amplitude δ Scuti star V2367 Cyg (2012)
  • Author(s): Ulusoy, C., Giilmez, T., Stateva, I., Dimitrov, D., Kh. I., Iliev, Kobulnicky, H. A., Yasarsoy, B., Alvarez, M., Michel, R., Fox Machado, L., Damasso, M., Carbognani, A., Cenadelli, D., Pickering, T. E., Kwon, J., Tamura, M., Balona, L. A.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 428 Pages: 3551-3558
  • DOI: 10.1093/mnras/sts293
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Common Proper Motion Stellar Companion to HAT-P-7 (2012)
  • Author(s): Narita, N., Takahashi, Y. H., Kuzuhara, M., Hirano, T., Suenaga, T., Kandori, R., Kudo, T., Sato, B., Suzuki, R., Ida, S., Nagasawa, M., Abe, L., Brandner, W., Brandt, T. D., Carson, J., Egner, S. E., Feldt, M., Goto, M., Grady, C. A., Guyon, O., Hashimoto, J., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S. S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Knapp, G R., Kusakabe, N., Kwon, J., 22 coauthors
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 64 Pages: L7(5pp)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Infrared Doppler Instrument for the Subaru Telescope (IRD) (2012)
  • Author(s): Tamura, M., Suto, H., Nkshikawa, J., Kotani, T., Sato, B., Aoki, W., Usuda, T., Kurokawa, T., Kashiwagi, K., Nishiyama, S., Ikeda, Y., Hall, D., Hodapp, K., Hashimoto, J., Morino, J., Inoue, S., Mizuno, Y., Washizaki, Y., Tanaka, Y., Suzuki, S., Kwon, J., 33 coauthors
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 8446 Pages: 84461T-84461T-10
  • DOI: 10.1117/12.925885
• [Presentation] Near-Infrared Linear and Circular Polarimetry in Star Forming Regions (2013)
  • Author(s): Jungmi Kwon
  • Organizer: 日本天文学会 春季年会
  • Place of Presentation: 埼玉大学
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] Near-Infrared Linear and Circular Polarimetxy of Star Forming Regions : Magnetic and Scattering Fields (2012)
  • Author(s): Jungmi Kwon
  • Organizer: APCTP Workshop on Astrophysics : Magnetic Fields in Astrophysics
  • Place of Presentation: Pohang APCTP Headquarters within POSTECH Campus, Korea
  • Year and Date: 2012-11-21
• [Presentation] Infrared Linear and Circular Polarimetiy of the NGC 6334 Star Forming Region (2012)
  • Author(s): Jungmi Kwon
  • Organizer: The 5th meeting on Cosmic Dust
  • Place of Presentation: CPS (Center for Planetary Science), Kobe, Japan
  • Year and Date: 2012-08-08
• [Presentation] Complex Scattered Radiation Fields and Multiple Magnetic Fields in the Protostellar Cluster in NGC 2264 (2012)
  • Author(s): Jungmi Kwon
  • Organizer: The 220th meeting of the American Astronomical Society
  • Place of Presentation: Dena'ina Civic and Convention Center, Anchorage, Alaska, U. S. A.
  • Year and Date: 2012-06-14