2020 Fiscal Year Research-status Report

近赤外線分光観測で探る銀河系円盤の未開拓領域における中性子捕獲元素の合成

Research Project

Project/Area Number	19KK0080
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	松永典之東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80580208)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小林尚人東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50280566) 辻本拓司国立天文台, JASMINEプロジェクト, 助教 (10270456) 鮫島寛明東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (10748875) 濱野哲史国立天文台, TMTプロジェクト, 特任研究員 (70756270)
Project Period (FY)	2019-10-07 – 2023-03-31
Keywords	近赤外線高分散分光 / 恒星化学組成 / 中性子捕獲元素 / 銀河系円盤 / チリ共和国
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、近赤外高分散分光観測によって恒星の中性子捕獲元素組成を計測し、銀河系円盤においてそれらの元素がどのように増えたかを調べることである。そのために、我々が開発したWINERED赤外線分光器をチリ共和国のラスカンパナス天文台にあるマゼラン望遠鏡(口径6.5m)に設置して観測を行う。マゼラン望遠鏡は、米国のカーネギー天文台(ラスカンパナス天文台の上位機関)が他の5機関と共同で運用しているもので、本計画ではチリの天文台での観測を米国の研究者と共同で進める。 2020年度には、6月にマゼラン望遠鏡での観測を行う予定であった。しかし、世界的な新型コロナウイルスの流行のため日本から人員を送ることができず、年度中に観測を行うことはできなかった。ラスカンパナス天文台も最低限の運用状況となり、外部からの訪問は禁止されていた。必要な物品はラスカンパナス天文台へすでに到着しており、今後可能な時期に装置の設置と観測を行う予定である。そのために、カーネギー天文台のAndrew McWilliam博士ら関係者と随時状況を確認している。一方、すでに取得していたWINEREDスペクトルデータの解析や銀河系円盤の進化に関連する数値シミュレーションなどを行って研究計画の一部を進めた。WINEREDスペクトルの解析では、本研究の主要な観測対象となるセファイド変光星のスペクトルにおいて中性子捕獲元素の吸収線を確認した。2020年1月に我々が報告した8核種23本の吸収線(幅広い有効温度、表面重力の恒星で検出)のうち6核種13本を検出した。十分な信号雑音比のスペクトルが得られれば、セファイドでも中性子捕獲元素の組成が調べられる目途がついた。銀河系円盤中の恒星の運動についての数値シミュレーションでは、化学組成の近い銀河系円盤の内縁部から46億年かけて太陽系が移動してきたというモデルを提唱した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason チリ共和国のラスカンパナス天文台にあるマゼラン望遠鏡におけるWINERED分光器を用いた観測について計画が遅れている。新型コロナウイルス(COVID-19)の流行によって、チリへの出張をキャンセルせざるを得ず、装置の設置や観測の作業を進めることが出来なかった。
Strategy for Future Research Activity	WINERED分光器のマゼラン望遠鏡への設置については、チリへの出張が可能となったタイミングで現地で行う予定である。今後の観測の検討を共同研究者らと進める他、過去の観測ですでに得ていたWINEREDの観測データのうち本研究と関連するものを用いて共同研究を行う。一方、WINERED分光器以外の装置（例えば、すばる望遠鏡のHRD分光器）を用いて、本研究に関わる観測を行うなど、今後さらに観測データを収集する努力を続ける。限界等級の深いマゼラン望遠鏡とWINERED分光器の組合せと比べて、観測できる天体の範囲やデータの質が制限されるが、研究目的の一部を達成することは可能である。
Causes of Carryover	新型コロナウイルス(COVID-19)に流行によって、2020年度に行う予定であったマゼラン望遠鏡（チリ共和国・ラスカンパナス天文台）での観測を行うことが出来なかった。また、海外の共同研究者の研究機関に滞在することも不可能であった。このため、全ての出張計画はキャンセルとなり、そのための旅費は翌年度に使用することになった。