2019 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
18H05222
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
山本 智 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80182624)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大屋 瑶子 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00813908)
坂井 南美 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (70533553)
相川 祐理 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40324909)
花輪 知幸 千葉大学, 先進科学センター, 教授 (50172953)
廣田 朋也 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 助教 (10325764)
酒井 剛 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20469604)
渡邉 祥正 日本大学, 工学部, 助教 (20586929)
前澤 裕之 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00377780)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
|
| Keywords | 星形成 / 惑星系形成 / 星間物質 / 電波天文学 / 星間化学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
(1)化学的多様性の全貌と原始惑星系円盤への進化の探求：代表的低質量原始星天体について、数10 au スケールの物理・化学構造を明らかにした。特にElias 29 はHot Corino 化学（飽和有機分子が豊富）でもWCCC（不飽和有機分子が豊富）でもその「中間」でもなく、硫黄分子が異常に多いまったく新しい化学的特徴を示した。L1551 はHot Corino天体、CB244 はWCCC 天体、CB68 はそれらの「中間」的性質を示した。CB68は孤立した分子雲であるが、同様のB335 も「中間」的性質を示すことは、化学的多様性の原因を理解する上で鍵となると言える。
(3)原始惑星系円盤形成とそこでの物理・化学過程の解明：10 au 程度の解像度の観測を行い、低質量原始星天体IRAS16293-2422 Source A が100 au程度のCircummultiple Envelopeの中に少なくとも２つの原始星を含む複雑な構造を持つことを示し、その中の一つの原始星A1の周りに回転円盤構造を発見した。
(4)化学的多様性の起源の探求：これまでに、ペルセウス座分子雲に含まれる50 個の若い原始星天体のALMAデータの解析が進行中である。これほどまでに多くの原始星で化学組成を明らかにした研究はなく、CH3OHとCH3CNの存在量の相関など、予想を超えた興味深い結果が得られた。
(5)分子スペクトル線静止周波数の精密測定：理化学研究所に設置した放射型ミリ波・サブミリ波分光計を用いて、星・惑星系形成領域の観測で重要な有機分子の測定を進めた。装置はほぼ確立し、200 GHz帯でCH3OHおよびc-C2H4O(エチレンオキサイド)の13C同位体種の測定を進めた。CH3OHの結果については装置の概要とともに論文にまとめた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1)FAUSTデータの解析：ALMAの大型プロジェクト、FAUST、で取得したデータの解析を進めた。その過程で、ALMAが提供するキャリブレーション・パイプラインに問題があり、条件によっては強度が10％以上異なる可能性が判明した。ALMAの対応が遅いため、米国の共同研究者が独自のスクリプトを作成し、この問題を解決した。これを利用して解析が進行している。FAUSTは北米、欧州の研究者を含む70名からなる国際プロジェクトであり、山本が代表者である。2019年10月に米国ソコロで全体会議を行ったが、その後、COVID19の国際的蔓延に伴い、2020年5月にイタリアで予定されていた全体会合が開催できないこととなった。そのため、2020年10月から6回にわたってオンラインでの会合を行い、観測結果の吟味と議論を行った。
(2)高分解能観測の進展：惑星系形成領域の物理・化学構造を10 auスケールで明らかにする観測が進んた。低質量原始星IRAS16293-2422 Source Aにおいては、少なくとも２つ以上の原始星を分解し、さらに数個の候補天体を拾い上げた。また、孤立した原始星B335についても高分解能イメージを取得しており、解析が進行中である。また、惑星形成領域の複雑な物理・化学構造を無バイアスに捉えるため、機械学習の１つである主成分分析やSupport Vector Machine を導入し、基本的天体で検証を進めている。
(3)実験室分光の本格化：放射型ミリ波サブミリ波分光計（SUMIRE）は理研において定常的測定が可能となり、CH3OH、エチレンオキシドの13C同位体種のスペクトル測定を行った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究ではALMAの大型プロジェクトFAUSTで得られる観測成果を最大限に取り入れることとしている。FAUSTは北米、欧州の研究者を含む70名からなる国際観測プロジェクトであり、現下のCOVID19の国際的蔓延状況にあって、結果を深く議論する機会を対面で設けることは難しい。そのため、2020年10月から12月にかけて、6回のオンライン会議を開催した。時差の関係で毎回1時間―2時間程度の会議しかできないが、活発な議論がなされ、大変有効であった。今後、COVID19の状況によっては、このような会議を半年ごとに行って国際的連携を深め、本研究の推進に役立てたい。
高い分解能で惑星系形成領域の物理・化学構造の詳細を解明する研究については、すでにALMAデータを取得しているIRAS16293-2422, B335などについて取り組む。その際、機械学習を積極的に導入して、先入観なく物理構造や化学組成分布を抽出する方法を開拓する。すでに、教師なし機械学習として主成分分析を、教師あり機械学習としてSupport Vector Machine を用いた研究を進めており、成果も得られている。今後はこれらをFAUSTデータに適用するとともに、深層学習の手法の導入に積極的に取り組む。ALMA時代になって、多数の分子スペクトル線が観測されるようになっている。それらを余すところなく活用することにより、惑星系形成の物理・化学構造の研究を加速させる。
分子スペクトル線の周波数測定については、SUMIREを用いて基本的有機分子であるCH3OHの希少同位体種のスペクトル測定を進め、データベースとして整備するとともに、観測データの解析に役立てる。また、SUMIREの測定可能周波数範囲の拡大にも取り組む。
|
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Sulfur-bearing Species Tracing the Disk/Envelope System in the Class I Protostellar Source Elias 292019
Author(s)
Yoko Oya, Ana Lopez-Sepulcre, Nami Sakai, Yoshimasa Watanabe, Aya E. Higuchi, Tomoya Hirota, Yuri Aikawa, Takeshi Sakai, Cecilia Ceccarelli, Bertrand Lefloch, Claudine Kahane, and Satoshi Yamamoto
-
Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 881
Pages: 112(16pp)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
