星間空間における対称性の高い多環式芳香族炭化水素の分布の研究

• Project/Area Number: 13F03771
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Functional materials/Devices
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 尾中 敬 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30143358)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HAMMONDS MARK 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員 ; HAMMONDS Mark 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員 ; HAMMONDS Mark 東京大学, 大学院理学系研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2015: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2013: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 星間塵 / 赤外線観測 / 分光観測 / 星間物質

Outline of Annual Research Achievements

星間空間に広く観測される一連の赤外線輝線バンド（以下UIRバンド）は、多環式芳香族炭化水素（以下PAH）の構造を持つ物質に起因するものと考えられているが、具体的な物質については、今日に至るまで明確な同定がなされていない。UIRバンドは遠方銀河でも検出されており、キャリアは宇宙の炭素原子の10-20%を担い、星間ガスの加熱を通じ、星間空間の物理・化学過程に大きく影響を与えていると考えられている。従って、その正体を明確につきとめることは、宇宙空間における炭素質物質の進化を理解する上で、現在の天文学の主要課題の一つである。またUIRバンドは複数からなり、プロファイルは複雑な構造を示す。バンドの強度比、中心波長の値は、キャリアの構造・物理状態を反映していると考えられるため、キャリアを明確に規定できれば、UIRバンドを放射している遠方の天体の性質の研究にも大きな寄与が期待される。このような背景のもと、星間空間におけるPAHの形態の分布、その環境による変化を明らかにすることを目的とし、特にAKARI衛星により取得された大量の銀河面および系外銀河の近赤外線分光データの詳細な解析を進めた。昨年度は、AKARIにより取得された近赤外線スペクトルの解析を行い、PAHの構造と密接に関係する3.3ミクロンバンドが少なくとも3.28ミクロンと3.30ミクロンの2成分で説明できることを示した。今年度はこの解析を拡張し、3.4-3.5ミクロン帯の構造を調べ、4つの成分で観測をよく説明できることを明らかにした。これらの成分はそれぞれメチル基、メチレン基の対称、非対称振動に対応すると解釈される。また、3.28ミクロンと3.41ミクロンの強度に良い相関があることが分かった。この結果はベイサイトとメチレン基との相関を示唆し、星間空間に存在するPAHの構造、生成についての知見を得る手がかりが得られた

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Tezpur University(India)
• [Journal Article] Modelling the 3 Micron Region in AKARI IRC Spectra (2016)
  • Author(s): Hammonds, M., Mori, T. I., Usui, F., and Onaka, T
  • Journal Title: Publications of the Korean Astronomical Society Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] AKARI and Spinning Dust: Investigating the Nature of Anomalous Microwave Emission via Infrared Surveys (2016)
  • Author(s): Bell, A. C., Onaka, T., Doi, Y., Sakon, I., Usui, F., Sakon, I., Ishihara, D., Kaneda, H., Giard, M., Wu, R., Ohsawa, R.,Mori, T. I., Hammonds, M., and Lee, H.-G.
  • Journal Title: Publications of the Korean Astronomical Society Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Variations in the 3.3 micron mete feature and carbonaceous dust in AKARI data, (2015)
  • Author(s): Hammonds, M., Mori, T., Usus, F., and Onaka, T.
  • Journal Title: Planetary and Space Science Volume: 116 Pages: 73-83
  • DOI: 10.1016/j.pss.2015.05.010
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Modeling the 3 micron region in AKARI IRC spectra (2015)
  • Author(s): Hammonds, M., Mori, T., Usui, F., and Onaka, T.
  • Journal Title: Publications of the Korean Astronomical Society Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Processing of Interstellar Medium as Divulged by AKARI (2015)
  • Author(s): Onaka, T., Mori, T. I., Ohsawa, R., Sakon, I., Bell, A. C., Hammonds, M., Shimonishi, T., Ishihara, D., Kaneda, H., Okada, Y., and Tanaka, M.
  • Journal Title: Publications of the Korean Astronomical Society Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Theoretical Investigation of PAHs : Implications to Diffuse Interstellar Bands (2014)
  • Author(s): Pathak, A. ; Buragohain, M. ; Hammonsds, M. ; Sare, P. J.
  • Journal Title: IAU Symposium Volume: 297 Issue: S297 Pages: 349-352
  • DOI: 10.1017/s1743921313016104
  • Open Access
• [Journal Article] Catalytic Formation of PAHs over Crystalline Silicate Dust Grains (2013)
  • Author(s): Hammonds, M., Ming, T., Candian, A., Na, W., Liu, B. S., Smith, E., Cheung, S. -C., Sarree, p. J.
  • Journal Title: Proceedings of Science Volume: LCDU2013
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Analysis of edge structures of polycyclic aromatic hydrocarbons using infrared emission bands (2015)
  • Author(s): Hammonds, M., Candian, A., Mori, T. I., Usui, F., and Onaka, T.
  • Organizer: Cosmic Dust VIII,
  • Place of Presentation: Tokyo Skytree campus of Chiba Institute of Technology, Tokyo
  • Year and Date: 2015-08-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Deprotonated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons as Candidate Anomalous Microwave Emission Carriers (2015)
  • Author(s): Hammonds, M., Bell, A., C., Candian, A., Sarre, P., and Onaka, T
  • Organizer: IAU General Assembly
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-08-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Time Dependent Density Functional Theory Studies on Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Containing Five Membered Rings (2015)
  • Author(s): Hammonds, M., Mridusmita, B., Pathak, A., and Sarre, P.
  • Organizer: IAU General Assembly
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-08-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Structural Evolution of Interstellar Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (2015)
  • Author(s): Hammonds, M., Candian, A., Mori, T., Usui, F., and Onaka, T.
  • Organizer: Focused Meeting 12, Bridging Laboratory Astrophysics and Astronomy, IAU General Assembly
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-08-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Formation of Polycyclic Organic Molecules on Crystalline Silicate Grains (2015)
  • Author(s): Hammonds, M., Tian, M., Liu, B.-S., Wang, N., Cheung, A. S.-C., and Sarre, P
  • Organizer: Focused Meeting 15, Search for Water and Life's Building Blocks in the Universe, IAU General Assembly,
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-08-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Modeling the 3.3micron feature in AKARI spectroscopic data (2014)
  • Author(s): M. Hammonds, T. Mori, F. Usui, F., and T. Onaka
  • Organizer: International Conference on Interstellar Dust, Molecules and Chemistry 2014
  • Place of Presentation: Tezpur, India
  • Year and Date: 2014-12-15 – 2014-12-18
• [Presentation] 3.3 micron feature variations in AKARI data (2014)
  • Author(s): M. Hammonds, T. Mori, F. Usui, F., and T. Onaka
  • Organizer: Workshop on Interstellar Matter 2014
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 2014-10-16 – 2014-10-18
• [Presentation] Variations of the 3.3 μm feature within specific galactic objects (2014)
  • Author(s): M. Hammonds, T. Mori, F. Usui, F., and T. Onaka
  • Organizer: 日本天文学会2014年秋季年会
  • Place of Presentation: 山形大学、山形
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Intensity Variations of the 3.3 micron Complex Feature in AKARI Data with Galactic Environment (2014)
  • Author(s): M. Hammonds, T. Mori, F. Usui, F., and T. Onaka
  • Organizer: The 7th meeting on Cosmic Dust
  • Place of Presentation: 大阪産業大学、大阪
  • Year and Date: 2014-08-04 – 2014-08-08
• [Presentation] Evolution of the 3.3 micron feature with Galactic Environment, (2014)
  • Author(s): M. Hammonds
  • Organizer: THE UNIVERSE IN THE LIGHT OF AKARI and Synergy with future Large Space Telescopes
  • Place of Presentation: Oxford, U.K.
  • Year and Date: 2014-07-09 – 2014-07-11
• [Presentation] Variation of the 3.3miron feature in AKARI IRC spectra (2014)
  • Author(s): M. Hammmonds
  • Organizer: Astrochemistry of Dust, Ice and Gas, Faraday Discussion 168
  • Place of Presentation: Leiden, The Netherlands
  • Year and Date: 2014-04-07 – 2014-04-09
• [Presentation] Variations in the 3.3μm feature with galactic environment (2013)
  • Author(s): Mark Hammonds, Tamami Mori, Fumihiko Usui, Takashi Onaka
  • Organizer: 日本天文学会2013年度秋期年会
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県仙台市)
• [Presentation] Catalytic Formation of PAHs over Crystalline Silicate Dust Grains (2013)
  • Author(s): Hammonds, M., Ming, T., Candian, A., Na, W., Liu, B. S., Smith, E., Cheung, S. -C., Sarre, P. J.
  • Organizer: The Life Cycle of Dust in the Universe : Observations, Theory, and Laboratory Experiments
  • Place of Presentation: 中央研院・天文及天文物理研究所(台湾・台北)