2017 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of detailed structures in the planet-forming region by high-resolution and high-sensitivity submillimeter observations
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17K14244
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
塚越 崇 茨城大学, 理学部, 助教 (20533566)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電波天文学 / 惑星系形成 / 原始惑星系円盤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダスト連続波の高分解能観測では、これまでにない感度かつ2天文単位(au)という高解像度の画像が取得できており、以前の観測で見出されていた、複数のギャップ構造(22,37au)をより鮮明に捉えることに成功した。スペクトル指数の解析を行ったところ、内側22auにあるギャップ位置においてスペクトル指数の変化を確認することができ、以前の結果を裏付ける結果を得ることができた。また、以前の結果では見えなかった、外側37auにあるギャップ位置におけるスペクトル指数も見積もれた。内側のギャップ同様、外側のギャップ位置でもスペクトル指数が増大している様子が見えつつあり、外側ギャップも惑星により形成された可能性を示唆している。
さらに、ALMAによる極めて高感度の観測によって、原始惑星系円盤内に局所的なミリ波放射の増大を発見することができた。これは、形成中の惑星を取りまく周惑星円盤に関連した構造だと思われ、そのような構造を見出した初めての例となる。惑星系形成の研究にとっても極めて重要な成果であることから、この結果の早急な論文化を進めている。
円盤ガス成分の高分解能観測では、以前の成果では明瞭でなかった、ダストギャップ構造近傍におけるガス分布の変化を明らかにした。一方で、ダストギャップの位置とガスギャップの位置は一致しておらず、ガスとダスト分布が独立かつ複雑な構造を持つことを示唆している。化学反応計算を用いた解析を行ったところ、観測で得られたガス放射の強度分布は、特にガスギャップを必要とせず、いくつかの分子の化学反応によっても解釈可能であることが分かった。この結果についても別途論文化を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ダスト連続波に対する高分解能観測では、予定されていたALMAによる撮像観測が滞りなく実行された。データは全て解析済みであり、当初の予定通り、2auという高い解像度による画像の作成に成功し、以前の結果を裏付けつつ、外側37auにあるギャップに対する新しい知見を得ることができている。また、ALMAの高い感度による観測によって、当初想定されていなかった、原始惑星系円盤内における局所的なミリ波放射の検出に至っている。この構造は、形成中の惑星を取りまく周惑星円盤と呼ばれる構造に関連していると考えられ、その発見の科学的意義は極めて大きい。その論文は間も無く投稿予定である。
円盤ガス成分に対する観測も実行済であり、画像作成も一通り終了しており、物理量導出のような基本的な計算もほぼ終了している。こちらも早急な論文化を進めているが、類似した観測の論文が出版されていることもあり、より複雑なモデル計算をベースにした論文化を進めている。
H29年度実行予定だった電波偏光観測は、部分的にしか実行されなかったため、H30年度のALMA観測フェーズ(サイクル6)へ再度観測提案を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね予定通り、これまでの観測結果をベースにした円盤構造のモデル化と、放射輸送計算を用いた円盤構造の包括的理解を目指す。円盤ダストおよびガス成分に対する解析は終了しているため、上述の論文化を進めつつモデル構築を行う。新たに見出された局所的なミリ波放射成分については、その科学的重要度から、本研究課題内で追加観測を推進することとする。その放射起源を突き止めるため、より高い分解能を用いた観測をALMAへ提案済である。将来的には周惑星系円盤の検出に重要となりうる赤外線観測も見込んでいる。
電波偏光観測は部分的にしか行われなかったため、次観測フェーズへの再観測提案を行っており、その合否を待っている状況である。一方、部分的に行われたデータは間も無く使用可能となる見込みであり、その一部データの解析は進めておく。
疎性モデリングによる干渉計画像作成法については、ALMAの解析ソフトであるCASAへの組み込みが進められており、間も無く公開予定である。その一方で、別観測分野で疎性モデリングの応用を行っているグループと適宜ミーティングを行い、スムースに原始惑星系円盤への応用が行えるよう準備をしておく。
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| Causes of Carryover |
平成29年度での任期切れに伴い、次所属機関への転職活動を行っていたが、それが年度末まで続いた関係で
年度末にかけて行う予定だった出張計画を変更することになった(およそ関東圏内の出張2回分)。
所属機関の異動に伴い研究環境が変わったため、発生した次年度使用額については、異動に伴い新たに必要となった図書や消耗品等に充てる。
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