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アンモニアのオルソ・パラ比を用いた彗星分子の氷結温度決定に関する観測的研究

Research Project

Project/Area Number 15654078
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Geochemistry/Astrochemistry
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

渡部 潤一  国立天文台, 助教授 (50201190)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 青木 和光  自然科学研究機構国立天文台, 主任研究員 (20321581)
河北 秀世  県立ぐんま天文台, 観測普及研究員 (70356129)
Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords彗星 / アンモニア / オルソ・パラ比
Research Abstract

太陽系天体の中でも、低温で凍ったまま46億年間経過している彗星は原始太陽系の化石である。太陽に近づくと熱によりその成分を蒸発させることから、その成分分析によりどの程度の温度で氷結したかが推定できるが、一般に上限値に限られ、また揮発成分を失った短周期彗星には使えない。本研究では、低温領域で温度と明確な相関がある水素原子の核スピン状態の差:オルソ・パラ比によって彗星氷結温度を求めようとしたものである。水分子でこの方法を適用しようとすると、地球大気の水蒸気が邪魔となる欠点があったため、水素原子が三つあって彗星に含まれるアンモニアに注目した。アンモニアは蒸発後、光解離により、NH2という分子となって、母分子のアンモニアの情報を保ちながら、オルソ、パラそれぞれの輝線を発する。高分散分光で輝線分離ができれば、オルソ・パラ比を知ることができ、さらにはアンモニアのオルソ・パラ比を推定できる。
平成16年度は、国立天文台ハワイ観測所の口径8mすばる望遠鏡の高分散分光器HDSを用いた観測結果をもとに、ヨーロッパのデータも用いながら、本研究のまとめを行った。これによって、7つの彗星についてのスピン温度がすべて30K前後に集中していることがはっきりした。この解釈としては、彗星が誕生した場所の温度を示しているという可能性の他に、元々アンモニア分子が誕生した原始太陽系星雲のもととなった分子雲の温度を示している可能性もある。
これらの可能性のどちらが正しいかを検証するためには、アンモニア分子以外の観測を行う必要がある。そこでわれわれは急遽メタン分子のオルソ・パラ比を考慮に入れ、すばる望遠鏡などによる観測を行ったところ、これについてもアンモニア同様30Kの温度を示すことが判明した。現在、これらのデータを慎重に検討しているところであり、本研究によって、当初の目的よりも先に進んでしまったことは、望外の喜ばしい結果である。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (2 results) Publications (1 results)

  • [Journal Article] Nuclear Spin Temperature and Deuterium-to-Hydrogen Ratio of Methane in Comet C/2001 Q4 (NEAT)2005

    • Author(s)
      H.Kawakita, J.Watanabe et al.
    • Journal Title

      Astrophysical Journal 623, No.1

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spin Temperatures of Ammonia and Water Molecules in Comets2004

    • Author(s)
      H.Kawakita, J.Watanabe et al.
    • Journal Title

      Astrophysical Journal 601, No.2

      Pages: 1152-1158

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] H.Kawakita, J.Watanabe et al.: "Evidence of Icy Grains in Comet C/2002 T7(LINEAR) at 3.52 AU"Astrophysical Journal. Vol.601, Issue 2. L191-L194 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

URL: 

Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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