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A new construction of interdisciplinary research field combining planetary and interstellar gas phase chemistry studies

Publicly Offered Research

Project AreaNext Generation Astrochemistry: Reconstruction of the Science Based on Fundamental Molecular Processes
Project/Area Number 21H05420
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (II)
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

飯野 孝浩  東京大学, 情報基盤センター, 特任准教授 (40750493)

Project Period (FY) 2021-09-10 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords電波天文学 / 惑星大気化学 / 惑星大気物理 / リモートセンシング / テラヘルツ / 輻射輸送 / 同位体比 / 大気化学 / 星間化学
Outline of Research at the Start

サブミリ波観測による惑星大気化学研究の進展は目覚ましく,タイタン等において複数の新たな微量分子ガスや,その同位体比が検出されている.いっぽうで理論研究の蓄積は追いついておらず,観測・理論ともに研究が進展している星間化学の知見を取り入れることが強く求められている.

本研究は,惑星大気化学研究へ,星間化学の知見を適用し,成果を共有することで,両者を統合した学際分野の創成を目指す.手法としてタイタン・木星・海王星大気における同位体比の網羅的な観測的導出を行い,解析に同位体比変動プロセスという共通言語を用いることで,「宇宙気相化学研究」分野を創生,発展させることをゴールとする.

Outline of Annual Research Achievements

サブミリ波観測による惑星大気化学研究の進展は目覚ましく,タイタン等において複数の新たな微量分子ガスや,その同位体比が検出されている.いっぽうで理論研究の蓄積は追いついておらず,観測・理論ともに研究が進展している星間化学の知見を取り入れることが強く求められている.いっぽう,星間化学過程は,温度・密度・高エネルギー粒子照射・化学組成といった環境変数の,数桁にも及ぶバリエーションによって特徴づけられる.そのさらなる拡張には,惑星大気研究との融合的研究・知見の共有が重要である.
本研究は,惑星大気化学研究へ,星間化学の知見を適用し,成果を共有することで,両者を統合した学際分野の創成を目指す.手法としてタイタン・木星大気における同位体比の網羅的な観測的導出を行い,解析に同位体比変動プロセスという共通言語を用いることで,宇宙気相化学研究を発展させることをゴールとした.当初の観測目標として,タイタン大気における窒素化合物群中のグローバル・ローカルな炭素・窒素同位体比の取得,木星における各種同位体比の導出,を掲げた.また,研究の展開に伴い,火星の炭素同位体比同時観測による大気リトリーバルコードの検証と開発,小天体中の元素組成比の通年導出,もテーマに加えた.
上記のうち,タイタン大気においては多くの進展があった.アセトニトリルのグローバルな炭素同位体比について,データの選定や同位体比の導出を勧めている.また,複数の生成パスが存在することが示唆されているアセトニトリルについて,窒素同位体比のマップを作成してローカルな変動の有無を調査している.
火星大気については,国立天文台野辺山宇宙電波観測所の45m電波望遠鏡を用い,光学的厚みの異なる12COおよび13COの同時観測を行うことで,開発中の大気リトリーバル手法の検証に着手している.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The Isotopic Links from Planet Forming Regions to the Solar System2023

    • Author(s)
      H. Nomura, K. Furuya, M.A. Cordiner, S.B. Charnley, C.M.O'D. Alexander, C.A. Nixon, V.V. Guzman, H. Yurimoto, T. Tsukagoshi, T. Iino
    • Journal Title

      arXiv preprint

      Volume: -

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ミリ波・サブミリ波観測で切り拓く太陽系アストロケミストリー2022

    • Author(s)
      飯野孝浩,佐川英夫
    • Journal Title

      天文月報

      Volume: 115(5) Pages: 296-304

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] ALMAアーカイブ悉皆解析によるタイタン大気中同位体比の大規模分光サーベイ2023

    • Author(s)
      飯野孝浩,佐川英夫,谷口琴美,野澤悟徳,山田崇貴,高橋茂,塚越崇
    • Organizer
      日本天文学会2023年春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ALMAを用いた太陽系内惑星大気の同位体比観測2023

    • Author(s)
      飯野孝浩
    • Organizer
      2022年度宇宙電波懇談会シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 同位体分別過程化学を共通言語とした、惑星大気・星間化学融合研究分野の創成2023

    • Author(s)
      飯野孝浩
    • Organizer
      当学術変革領域 全体集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 野辺山45m電波望遠鏡による火星大気のCOおよびその同位体の観測と解析2023

    • Author(s)
      山田崇貴
    • Organizer
      2022年度宇宙電波懇談会シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ALMA images of 1 Ceres2023

    • Author(s)
      高橋茂
    • Organizer
      2022年度宇宙電波懇談会シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ALMAを用いた海王星・タイタンにおける大気化学・物理過程の解明2022

    • Author(s)
      飯野孝浩
    • Organizer
      宇宙電波懇談会シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] Iino Takahiro website

    • URL

      https://www.iinotakahiro.com/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2023-12-25  

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