2022 Fiscal Year Annual Research Report
Noble gas isotope analysis for individual presolar grain to study environment of interstellar material
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20K04036
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
馬上 謙一 北海道大学, 理学研究院, 助教 (70624758)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川崎 教行 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50770278)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 希ガス同位体 / プレソーラー粒子 / AGB星 / 恒星風 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プレソーラー炭化ケイ素(SiC)は炭素星やAGB星の星周で形成したと考えられている. これらの星では太陽系とは異なる核反応が進行しているため，太陽系とは異なる同位体組成を持つ．またこれらの星周で形成したSiCは高エネルギー粒子を含む恒星風や星間での銀河宇宙線が照射されていると考えられる．SiCに残されている恒星風起源希ガスの深さ方向のプロファイルは恒星風のエネルギーを反映していると考えられる．本研究では同位体ナノスコープを用いたプレソーラーSiC中のHe測定を行い，深さ方向の分布を測定した．
プレソーラーSiCはMurchison 隕石から抽出したKJGグループと呼ばれる約2ミクロンの大きさを持つ粒子群を用いた．
KJGの4Heの深さ方向の分布とフルエンスを見積もるために，27 keVで4He+を1 × 1015 cm-2照射したSiCスタンダードを用意した．このSiCスタンダードを用いて，4He+，C同位体，Si同位体を定量した．そして，KJGのHeおよびSi，Cの深さ方向分析を行った．
KJGの4He深さ方向分析の結果，主要元素であるSiとCはスタンダードと同様のイオン強度が一定なプロファイルが得られた．SiとCの同位体は，SiCが形成した恒星の化学組成や大きさに依存しているため，SiCの形成環境を知る重要な手掛かりとなる．そして， 4HeもKJGから検出され，更に，深さ方向に分布が見られた．これは恒星風がHeイオン注入されていることを示唆しており，Heプロファイルから見積もられた恒星風のエネルギーは10-20 keVであった．このエネルギーはAGB星から放出される恒星風（<1 keV）と比較すると非常に高エネルギーであり，なぜこのようなエネルギーのイオン注入が起こったかは実験も含めさらなる研究が必要であると考えている．
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