2023 Fiscal Year Annual Research Report
Revealing chemical reactions in high-mass star-forming regions with observations, laboratory experiments, and chemical network simulations
Project/Area Number |
20K14523
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Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
Principal Investigator |
谷口 琴美 国立天文台, 科学研究部, 特任助教 (40865549)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | 星間化学 / 星形成 / 電波天文観測 |
Outline of Annual Research Achievements |
南米チリにあるAtacama Large Millimeter Submillimeter Array (ALMA)の5つの大質量原始星周囲の炭素鎖分子及び有機分子の高空間分解能データの解析を行った。その結果、炭素鎖分子の一種であるHC5Nを5天体中3天体から検出した。また、その分子の空間分布は、温度が100 K以上の領域をトレースする高励起輝線のメタノール(CH3OH)の空間分布と一致することを示した。CH3CNの輝線の解析から、HC5Nが検出された大質量星のコアの温度は100 K以上であることも確認した。さらに、化学反応ネットワークシミュレーションを用いて、大質量星周囲の炭素鎖分子の生成・破壊メカニズムについて詳細を調べた。25-90 K程度で気相中で生成したHC5Nがダスト表面の氷内部に保持され、温度が100 K以上に達した時に蒸発した時に、観測されたHC5Nの存在量を再現することがわかった。以上の結果より、大質量星周囲の炭素鎖分子の生成メカニズムは低質量星周囲で見つかっていた25-35 Kの領域で起こるWarm Carbon-Chain Chemistry (WCCC)ではなく、より高温での生成による寄与が大きいことを示し、Hot Carbon-Chain Chemistry (HCCC)を提案した。 本研究期間において、主にALMAのデータを用いて、大質量星周囲のコアスケールから円盤スケールにかけての炭素鎖分子の観測を行った。HC3Nの振動励起輝線が、比較的進化の進んだウルトラコンパクト電離水素領域を形成している大質量星周囲の円盤の高温領域をトレースすることを示し、大質量星と低質量・中間質量星周囲の円盤との化学組成の比較も世界で初めて行った。また、炭素鎖分子に関するレビュー論文も受理された。
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[Journal Article] Large-scale Mapping Observations of DCN and DCO+ toward Orion KL2024
Author(s)
Taniguchi Kotomi、Rayalacheruvu Prathap、Yonetsu Teppei、Takekoshi Tatsuya、Hatsukade Bunyo、Kohno Kotaro、Oshima Tai、Tamura Yoichi、Yoshimura Yuki、Gomez-Rivera Victor、Rojas-Garcia Sergio、Gomez-Ruiz Arturo I.、Hughes David H., et al.
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 963
Pages: 12~12
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] LMT 2millimeter receiver system (B4R): Overview and results of demo-science2023
Author(s)
Kotomi Taniguchi, Ryohei Kawabe, Takeshi Sakai, Bunyo Hatsukade, Kunihiko Tanaka, Akio Taniguchi, Yuki Yoshimura, Tatsuya Takekoshi, Teppei Yonetsu, Masato Hagimoto, Hiroyuki Maezawa, Yoichi Tamura, Kotaro Kohno, David H. Hughes, F. Peter Schloerb, and B4R/LMT Collaboration
Organizer
URSI GASS 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Chemical Link among NH2CHO, HNCO, H2CO in High-Mass Protostellar Cores2023
Author(s)
Kotomi Taniguchi, Patricio Sanhueza, Fernando A. Olguin, Prasanta Gorai, Ankan Das, Fumitaka Nakamura, Masao Saito, Qizhou Zhang, Xing Lu, Shanghuo Li, Huei-Ru Vivien Chen
Organizer
Astrochemistry Symposium
Int'l Joint Research
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[Presentation] Understanding Chemical Differentiation around Five Massive Protostars Revealed by ALMA2023
Author(s)
Kotomi Taniguchi, Liton Majumdar, Paola Caselli, Shigehisa Takakuwa, Masao Saito, Kazuhito Dobashi, Fumitaka Nakamura, Tomomi Shimoikura, Tien-Hao Hsieh, Jonathan C. Tan, Zhi-Yun Li, Eric Herbst
Organizer
Planets VII
Int'l Joint Research
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