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2019 Fiscal Year Research-status Report

Investigation into Stellar Mass Loss Based on Three-Dimensional Multiwavelength Spectroscopic Data of Galactic Planetary Nebulae

Research Project

Project/Area Number 19K03914
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

大塚 雅昭  京都大学, 理学研究科, 特定助教 (70399286)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords惑星状星雲 / 恒星風 / 星周物質 / 元素組成 / 面分光観測 / 多波長
Outline of Annual Research Achievements

本研究は中小質量星の進化末期段階にある惑星状星雲 (PN)の紫外-遠赤外線三次元分光データを使い、中心星付近から星間物質にまで広がる星周殻内の原子/分子ガス・ダストの完全な三次元物理量分布調査から中小質量星における恒星風質量放出の定量的解明を目指すものである。2019年度における研究成果は以下の通りである。

紫外-可視データの新規取得:本研究を申請した2018年11月時点では4天体が未収集であったが、京大3.8-mせいめい望遠鏡と米国8.1-mジェミニ望遠鏡の共同利用観測時間をとおして6天体の紫外-可視三次元分光データの獲得に成功することができた。炭素/窒素/酸素の空間数密度分布は親星の初期質量との間に強い相関がある。よって、恒星風質量放出の定量的理解のためには、これら3元素の空間数密度分布の調査が必要不可欠である。取得済みの三次元分光データと紫外域においてのみ検出可能なC IV/N III/O III輝線イメージを組み合わせて明らかにするべく、印度X線-紫外線観測衛星Astrosatでの観測も新たに開始した。

学会発表/論文出版:日本天文学会年会において、せいめい望遠鏡データに基づく研究成果報告をおこなった。秋季学会では、PN Hu1-2における7元素組成の非一様空間分布と赤道トーラス面動径方向にそったフローの発見、春季年会では、PN IC2165における100本以上の2-D輝線マップによる12元素組成の非一様空間分布を報告した。ともに本研究独自の成果である。本研究と関連して、紫外-中間赤外分光データでPN J900を調査、17元素組成比の観測値と理論進化モデルの比較から、中性子捕獲元素量過多を説明するために必要な13Cポケット質量に制限を与えることができた。成果はOtsuka & Hyung (2020, MNRAS, 491, 2959)として出版した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

理由1:本研究は、地上望遠鏡で取得したデータと各種天文衛星で取得した紫外-遠赤外データとを組み合わせる必要がある。そのためには、点拡がり関数除去までを考慮した輝線像合成プロセスの確立と必要なパラメータサーチが必須である。それが2020年3月時点で未完成であったため。しかし、まもなく完成する見込みである。せいめい望遠鏡データによる輝線像合成テストで良好な結果が得られることを確認済みである。

理由2:クラスターコンピュータで観測された物理量の空間分布を包括的に再現する、三次元光電離モデルの準備が遅れたため。これは、コロナウイルスの世界的蔓延のために、コンピュータ部品の調達困難とも関係している。

Strategy for Future Research Activity

2020年度はサンプル天体の面分光データの解析を終え、(1) 三次元質量分布と運動学的構造の調査と(2) 元素組成の三次元分布の調査を行う。2020年12月から翌年8月まで米国デンバー大植田氏が学振外国人招へいプログラムを利用して京大に滞在する(受け入れ責任:大塚)。植田氏と直接議論することで課題(1、2)の調査に必要な科学的解析を効率的かつ迅速に行うことができ、成果発表と出版をさらに加速させる。

Causes of Carryover

クラスターコンピュータの購入を予定していたが、コロナウイルスの世界的蔓延のために、コンピュータ部品の調達が困難となり2019年度中に購入できなかった。機種の選定を速やかに行い、購入手続きを進める予定。

  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Denver(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Denver
  • [Int'l Joint Research] Chungbuk National University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Chungbuk National University
  • [Journal Article] Physical properties of the fluorine and neutron-capture element-rich PN Jonckheere 9002019

    • Author(s)
      Otsuka Masaaki、Hyung Siek
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 491 Pages: 2959~2981

    • DOI

      10.1093/mnras/stz3147

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Quadratic Programming Method for Extracting Emission Line Maps from Line-blended Narrowband Images2019

    • Author(s)
      Ueta Toshiya、Mito Hiroyuki、Otsuka Masaaki、Nakada Yoshikazu、Conn Blair C.、Ladjal Djazia
    • Journal Title

      The Astronomical Journal

      Volume: 158 Pages: 145~145

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ab328f

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Comprehensive Spectroscopic Analyses of the PN IC2165 with Seimei/KOOLS- IFU2020

    • Author(s)
      大塚雅昭(京大岡山天文台), 植田稔也(デンバー大), Siek Hyung (Chungbuk National Univ.)
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] Unveiling the origin of cosmic fullerenes through investigations into physical properties of fullerene-containing planetary nebulae2020

    • Author(s)
      大塚雅昭
    • Organizer
      第58回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン 総合シンポジウム
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Two Shells Formation from Born-again TP-AGE in NGC 70092020

    • Author(s)
      Lee, S., Hyung, S., Otsuka, M.
    • Organizer
      American Astronomical Society meeting #235
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatially-resolved study of the planetary nebula Hu1-2 with the Seimei 3.8- m/KOOLS-IFU2019

    • Author(s)
      大塚雅昭(京大岡山天文台), 植田稔也(デンバー大)
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] Physical properties of the planetary nebula Hu2-1 with Seimei/KOOLS-IFU2019

    • Author(s)
      大塚雅昭(京大岡山天文台), 植田稔也(デンバー大)
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] 大塚雅昭(京大岡山天文台), Siek Hyung (Chungbuk National Univ.)2019

    • Author(s)
      Physical properties of the fluorine and neutron capture element rich PN J900
    • Organizer
      日本天文学会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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