2020 Fiscal Year Research-status Report
アルマ望遠鏡による吸収線および輝線観測で解明する分子雲の内部構造と中性炭素の分布
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20K04034
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
宮本 祐介 国立天文台, アルマプロジェクト, 特任助教 (00599384)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 峻 国立天文台, アルマプロジェクト, 特任准教授 (70733567)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電波天文学 / 星間物質 / 分子雲 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
星形成の母体である分子雲の数10 AUスケールの構造は未解明である。構造記述の基礎となる光解離領域(PDR)モデルでは中性原子は星間紫外線による解離によって分子雲の表面に層状に分布すると期待される。しかし最近の観測で、中性炭素原子(CI) と一酸化炭素(CO) の分布が一致する例が見出されている。この観測結果を説明するモデルとして分子雲が非一様な内部構造を持つClumpy-PDRモデルが提唱されたが、実証されていない。内部構造の解明のため、我々は銀河系の背後にあるクェーサーを細いビームと大きなビームそれぞれで観測する手法を用いる。分子雲内にコンパクトなクランプがある場合は吸収線、希薄ガスが広がっている場合は輝線の検出が期待される。
本研究はアルマCycle7およびASTE共同利用観測において観測時間を確保しており、研究初年度である令和２年度中にデータ取得予定であった。しかし、COVID19により観測所の運用が一年に渡って停止されたため、データの取得には至っていない。
そのため、我々は既存のASTE望遠鏡による近傍銀河M83の[CI]観測データを用いた解析を進めた。これによって初めて銀河円盤での[CI]の分布を明らかにした。銀河中心領域では[CI]とCOの分布は一致しているものの、渦状腕では明らかにオフセットを持つことがわかった。さらに多波長データとの比較から銀河円盤（渦状腕）において[CI]は主としてCOの光解離によって生成されていること、COに比べて分子ガス量を過小評価する傾向があることを明らかにした。これらの成果は論文として出版した。
令和３年度にアルマ望遠鏡、ASTE望遠鏡の運用が再開され、データが取得され次第、直ちにデータ解析に取りかかる予定である。
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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
COVID-19の影響によりALMA望遠鏡およびASTE望遠鏡の運用が2020年3月から１年間にわたって停止された。これにより、当初この間に観測されるはずであった銀河系内分子クランプの炭素原子(CI)データの取得が遅れている。
そのため、令和2年度は、ASTE望遠鏡で取得されていた近傍銀河M83の[CI]データの詳細解析を実行し、銀河中心領域、棒状構造、渦状腕構造など代表的な銀河構造においての[CI]の分布を世界で初めて明らかにした。さらに一酸化炭素(CO)や星間塵との比較を行い、CIがCOの光解離によって形成されていること、また[CI]がCOに比べて冷たい分子ガス全体を調べるトレーサーとしては信頼度が低いことなどを明らかにし、論文として発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ALMA望遠鏡によってデータが取得され次第、解析に直ちに取りかかる。また、令和３年度中に観測が実行されない場合に備えて、次シーズンでの追観測の提案書を準備・提出する。
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| Causes of Carryover |
当初、本研究では当該年度に国際研究会への参加、および国内外の共同研究者と研究打合せを行う予定であった。しかし、新型コロナウィルス感染症の拡大に伴い、予定されていた研究会は概して中止となり、また対面での研究打合せを目的とした出張も見送ったことで、次年度使用額が生じた。次年度は状況をみつつ、研究を促進するため、対面での研究打合せを行う。
加えて、本研究計画、および当該年度の成果について国内外に広く発表する。
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