Sub-parsec structure of ISM revealed by the AKARI all-sky atlas and star-formation activities

• Project/Area Number: 18H01250
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 土井 靖生 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70292844)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川田 光伸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50280558)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000); Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 星形成 / 星間物質フィラメント / 星間磁場 / 星間フィラメント構造 / 磁場

Outline of Annual Research Achievements

フィラメント構造の形成過程の理解のためには、フィラメントと星間磁場との関係を解明することが不可欠である。星間磁場の広域構造はPlanck衛星の観測データにより明らかにされているが、その空間分解能は近傍星形成領域に於いても1pcの程度であり、星間フィラメントに付随する1pc未満(~0.1pc)の星間磁場空間構造は未解明であった。このため我々はサブミリ波望遠鏡JCMTを用いた偏光観測(空間分解能~0.01pc=3000au)からPerseus分子雲中の星形成領域NGC1333の磁場構造を明らかにし、その構造がPlanckにより観測されるスムーズな分布と大きく異なり、個々のフィラメント構造に付随した非常に複雑な構造を示すことを明らかにした。即ち、フィラメント形成過程に於いて、<1pcの空間スケールで磁場構造は大きく変化することが示された。これは Zeeman split の観測等から示唆される、星間物質構造が磁気圧優位から自己重力へと変化する空間スケールと一致し、フィラメント構造形成の理解につながる非常に重要な観測結果である。更には個々のフィラメント構造に付随する磁場が一定の相対角を示し、且つその相対角が各フィラメント毎に異なることが明らかとなった。これはフィラメントと磁場とは互いに垂直な関係を保ちつつ、各フィラメントが観測者に対しそれぞれ異なった見込み角で分布すると考えると良く説明される。これらの内容を現在投稿論文に準備中であり、今後早期の投稿を予定している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

フィラメント構造と磁場との比較により、フィラメント構造形成に関する理解が大きく進んだ。この点については当初の計画よりも大幅に進展していると言える。一方で「あかり」の広域観測データから求められるフィラメント構造の大局分布やその磁場との関わり、時間発展などの議論はまだこれからであり、今後この点についても重点的に進める必要がある。

Strategy for Future Research Activity

今回観測したペルセウス座分子雲中の磁場構造により、フィラメント構造と磁場構造との関わりについて非常に重要な事実を明らかに出来た。今後はこれを他の領域の磁場観測データに敷衍し、フィラメント構造形成についてより一般的な理解を目指す。
これに加え、「あかり」データから明らかとなるフィラメント構造の性質についても研究を進める。具体的には、フィラメント構造と磁場構造のより広域の関わりに関する研究、フィラメント構造と形成されたYSOsの空間分布との関わりに基づくフィラメント構造の時間発展の研究、フィラメント内外のダスト輻射SEDの変化から、星間物質中のダスト成長についての研究を予定している。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Eotvos Lorand University(ハンガリー)
• [Int'l Joint Research] Universite de Montreal(カナダ)
• [Int'l Joint Research] East Asian Observatory(米国)
• [Int'l Joint Research] Academia Sinica(その他の国・地域)
• [Int'l Joint Research] Jeremiah Horrocks Institute(英国)
• [Int'l Joint Research]
• [Journal Article] AKARI/IRC near-infrared asteroid spectroscopic survey: AcuA-spec (2019)
  • Author(s): Usui Fumihiko、Hasegawa Sunao、Ootsubo Takafumi、Onaka Takashi
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71
  • DOI: 10.1093/pasj/psy125
  • NAID: 120006604633
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] AKARI mid-infrared slit-less spectroscopic catalogue (2019)
  • Author(s): Yamagishi Mitsuyoshi、Yamamura Issei、Mizuki Toshiyuki、Ootsubo Takafumi、Baba Shunsuke、Usui Fumihiko、Onaka Takashi
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71
  • DOI: 10.1093/pasj/psy132
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A kilometre-sized Kuiper belt object discovered by stellar occultation using amateur telescopes (2019)
  • Author(s): Arimatsu K.、Tsumura K.、Usui F.、Shinnaka Y.、Ichikawa K.、Ootsubo T.、Kotani T.、Wada T.、Nagase K.、Watanabe J.
  • Journal Title: Nature Astronomy Volume: 3 Pages: 1-1
  • DOI: 10.1038/s41550-018-0685-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A First Look at BISTRO Observations of the ρ Oph-A core (2018)
  • Author(s): Kwon, Jungmi; Doi, Yasuo; Tamura, Motohide; Matsumura, Masafumi; Pattle, Kate; Berry, David; Sadavoy, Sarah; Matthews, Brenda C.; Ward-Thompson, Derek; Hasegawa, Tetsuo; Furuya, Ray S.; Pon, Andy; Di Francesco, James; Arzoumanian, Doris; Tsukamoto, Yusuke et.al
  • Journal Title: The Astrophysical Journal, Volume: 859 Pages: 4-26
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aabd82
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Magnetic Fields toward Ophiuchus-B Derived from SCUBA-2 Polarization Measurements (2018)
  • Author(s): Soam, Archana; Pattle, Kate; Ward-Thompson, Derek; Lee, Chang Won; Sadavoy, Sarah; Koch, Patrick M.; Kim, Gwanjeong; Kwon, Jungmi; Kwon, Woojin; Arzoumanian, Doris; Berry, David; Hoang, Thiem; Tamura, Motohide; Lee, Sang-Sung; Liu, Tie; Tsukamoto, Yusuke et.al
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 861 Pages: 65-65
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aac4a6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Metal pollution of low-mass Population III stars through accretion of interstellar objects like ‘Oumuamua (2018)
  • Author(s): Tanikawa Ataru , Suzuki Takeru K , Doi Yasuo
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Pages: 80-80
  • DOI: 10.1093/pasj/psy075
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Galactic foreground of gamma-ray bursts from AKARI Far-Infrared Surveyor (2018)
  • Author(s): Toth L Viktor、Doi Yasuo、Zahorecz Sarolta、Pinter Sandor、Racz Istvan I、Bagoly Zsolt、Balazs Lajos G、Horvath Istvan、Kiss Csaba、Kovacs Timea、Onishi Toshikazu
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71 Pages: 10-10
  • DOI: 10.1093/pasj/psy123
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] AKARI mid-infrared slitless spectroscopic survey of star-forming galaxies at z ? 0.5 (2018)
  • Author(s): Ohyama Y.、Wada T.、Matsuhara H.、Takagi T.、Malkan M.、Goto T.、Egami E.、Lee H.-M.、Im M.、Kim J.H.、Pearson C.、Inami H.、Oyabu S.、Usui F.、Burgarella D.、Mazyed F.、Imanishi M.、Jeong W.-S.、Miyaji T.、Diaz Tello J.、Nakagawa T.、Serjeant S.、Takeuchi T. T.、Toba Y.、White G. J.、Hanami H.、Ishigaki T.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: 618
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201731470
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Revised wavelength and spectral response calibrations for AKARI near-infrared grism spectroscopy: Post-cryogenic phase (2018)
  • Author(s): Baba Shunsuke、Nakagawa Takao、Usui Fumihiko、Yamagishi Mitsuyoshi、Onaka Takashi
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71
  • DOI: 10.1093/pasj/psy131
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Near-infrared CO Absorption Band as a Probe to the Innermost Part of an AGN-obscuring Material (2018)
  • Author(s): Baba Shunsuke、Nakagawa Takao、Isobe Naoki、Shirahata Mai
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 852 Pages: 83-83
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa9f25
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MIRIS Paα Galactic Plane Survey. I. Comparison with IPHAS Hα in ? = 96°?116° (2018)
  • Author(s): Kim Il-Joong、Pyo Jeonghyun、Jeong Woong-Seob、Seon Kwang-Il、Nakagawa Takao、Kim Min Gyu、Park Won-Kee、Lee Dae-Hee、Lee Dukhang、Moon Bongkon、Park Sung-Joon、Park Youngsik、Matsumoto Toshio、Han Wonyong
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 238 Pages: 28-28
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aae080
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Near-infrared Polarimetry of the Outflow Source AFGL 6366S: Detection of Circular Polarization (2018)
  • Author(s): Kwon Jungmi、Nakagawa Takao、Tamura Motohide、Hough James H.、Kandori Ryo、Choi Minho、Kang Miju、Cho Jungyeon、Nakajima Yasushi、Nagata Tetsuya
  • Journal Title: The Astronomical Journal Volume: 156 Pages: 1-1
  • DOI: 10.3847/1538-3881/aac389
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] First Near-infrared Imaging Polarimetry of Young Stellar Objects in the Circinus Molecular Cloud (2018)
  • Author(s): Kwon, J., Nakagawa, T., Tamura, M., Hough, J. H., Choi, M., Kandori, R., Nagata, T., Kang, M.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 234 Pages: 42-42
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aaa0cc
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] MIRIS observation of near-infrared diffuse Galactic light (2018)
  • Author(s): Onishi Yosuke、Sano Kei、Matsuura Shuji、Jeong Woong-Seob、Pyo Jeonghyun、Kim Il-Jong、Seo Hyun Jong、Han Wonyong、Lee DaeHee、Moon Bongkon、Park Wonkee、Park Younsik、Kim MinGyu、Matsumoto Toshio、Matsuhara Hideo、Nakagawa Takao、Tsumura Kohji、Shirahata Mai、Arai Toshiaki、Ienaka Nobuyuki
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Pages: 76-76
  • DOI: 10.1093/pasj/psy070
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 星形成領域 NGC 1333 の磁場構造 (2019)
  • Author(s): 土井 靖生（東大総文）, BISTRO チーム
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会、法政大学（東京都）
• [Presentation] GLADE-AKARI/FIS 近傍銀河カタログ：開口測光・SED フィット (2019)
  • Author(s): 諸隈 佳菜、大坪 貴文 (ISAS/JAXA)、土井 靖生 (東京大学)、竹内 努 (名古屋大学)、植田 稔也 (デン バー大学)
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会、法政大学（東京都）
• [Presentation] 短周期彗星の中間赤外線スペクトルにみられるケイ酸塩鉱物以外の未同定フィーチャ (2019)
  • Author(s): 大坪貴文
  • Organizer: 第35回 Grain Formation Workshop, 石垣市（沖縄県）
• [Presentation] Comets, asteroids and interplanetary dust as seen in near- to far-infrared with AKARI (2018)
  • Author(s): Ootsubo, Takafumi; Ishihara, Daisuke; Hasegawa, Sunao; Pyo, Jeonghyun; Usui, Fumihiko; Kawakita, Hideyo; Mueller, Thomas; Ali-Lagoa, Victor; Takahashi, Aoi; Takaba, Sachi
  • Organizer: 42nd COSPAR Scientific Assembly, in Pasadena, California, USA
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 「あかり」遠赤外線全天画像がとらえた小惑星ダストバンドの形成過程 (2018)
  • Author(s): 大坪 貴文 (ISAS/JAXA), 臼井 文彦 (神戸大CPS), 土井 靖生 (東大総合文化), 他あかりチーム
  • Organizer: 日本惑星科学会2018年秋季講演会、旭川市科学館（北海道）
• [Presentation] Mid-infrared observations of cometary silicate dust (2018)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo
  • Organizer: DUSTY VISIONS 2018, Madrid, Spain
• [Presentation] Estimating the formation region of the cometary nuclei based on the infrared observations of cometary dust (2018)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo, Yoshiharu Shinnaka, Hideyo Kawakita, Mitsuhiko Honda, and Jun-ichi Watanabe
  • Organizer: The 11th meeting on Cosmic Dust, Sagamihara, Japan
• [Presentation] 彗星起源のCO＋CO2およびケイ酸塩ダストの近中間赤外線分光観測 (2018)
  • Author(s): 大坪貴文
  • Organizer: ALMAワークショップ：円盤から太陽系へ
  • Invited