高解像度赤外線偏光観測による前主系列星及び原始星の星周構造の解明

• 研究課題/領域番号: 12J00110
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 総合研究大学院大学
• 研究代表者: 權 靜美 国立天文台, 光赤外研究部, 特別客員研究員
• 研究期間 (年度): 2012 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 円偏光 / 直線偏光 / 星形成 / 星周構造

研究概要

本研究では、南アフリカにあるIRSF望遠鏡とSIRPOL観測装置を用いて、星形成領域の近赤外(1-2.5μmの3波長帯)偏光観測サーベイを継続し、より数多くの固有偏光天体候補を選び出すことで、若い星の星周構造に迫った。
本研究の初期成果として、「猫の手星雲」(NGC 6334)と呼ばれる星・惑星形成領域を赤外線で観測し、22%という高い円偏光を検出することに成功した。これは、これまでに報告されたなかで最大の赤外線円偏光である。さらに、観測だけでなく、3次元モンテカルロ・シミュレーションを行うことで、観測で検出されたような大きい円偏光度(22%)の形成メカニズムを明らかにしたことがあり、これは、中心星から人工的に光子を放出させ、その光と周囲の構造中のダストと相互作用(散乱過程)を計算したものである。この研究の拡張として、さらに、世界で初めて系統的に星・惑星形成領域の円偏光を観測し、同様の円偏光を合計9つの星・惑星形成領域において検出した。観測では、若くて重い星のまわりに広がる放射星雲の材料である塵粒子が、中心星からの赤外線を散乱した光をとらえた。この観測的研究の推進により「星・惑星の誕生領域の赤外線のかたよりの普遍性と生命のホモキラリティー」というタイトルで国立天文台プレスリリースを行った。その結果、読売・赤旗・マイナビ(日本)・SPACE. COM・Forbes. com. (米国)・Science Dailey(米国)・Fossile Web(中国)などに紹介された。ニュートン、O plus Eなどの雑誌にも研究成果が紹介された。さらに観測だけでなく、直線偏光観測しかできない既存の偏光器に円偏光機能を持たせる開発および円偏光データ解析手法などの検討を進めてきた。これらの進捗は当初計画以上に進展している。
一方、より高解像度の赤外線偏光観測から、前主系列星及び原始星の星周構造を解明することを目指しているため、すばる望遠鏡を用いた太陽系外惑星円盤の直接撮像・偏光観測も継続して進めた。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of the gaseous companion κ Andromedae b : New Keck and LBTI high-contrast observations (2014)
  • 著者名/発表者名: Bonnefoy, M. ; Currie, T. ; Marleau, G. -D., et al. (No. 35 of 70 authors)
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 562 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322119
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution Submillimeter and Near-infrared Studies of the Transition Disk around Sz 91 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsukagoshi, T., Momose, M., Hashimoto, J., et al. (No. 33 of 58 authors)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 783 号: 2 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1088/0004-637x/783/2/90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping H-band Scattered Light Emission in the Mysterious SR21 Tr ansitional Disk (2013)
  • 著者名/発表者名: Follette, K., Tamura, M., Hashimoto, J., et al. (No. 8 of 53 authors)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 767 号: 1 ページ: 1-26
  • DOI: 10.1088/0004-637x/767/1/10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetically Confined Interstellar Hot Plasma in the Nuclear Bulge of Our Galaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, S., Yasui, K., Nagata, T., Yoshikawa, T., Uchiyama , H., Schödel, R., Hatano, H., Sato, S., Sugitani, K., Suenaga, T., Kwon, J., Tamura, M.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 769 号: 2 ページ: L28-L28
  • DOI: 10.1088/2041-8205/769/2/l28
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-contrast Near-infrared Imaging Polarimetry of the Protoplanetary Disk around RY TAU (2013)
  • 著者名/発表者名: Takami, M., Karr, Jennifer L., Hashimoto, J., et al. (No. 32 of 52 authors)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 772
  • 査読あり
• [雑誌論文] The SEEDS Direct Imaging Survey for Planets and Scattered Dust Emission in Debris Disk Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Janson, M., Brandt, T. D., Moro-Martin, A., et al. (No. 32 of 52 authors)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 773 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1088/0004-637x/773/1/73
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Imaging Search for Extrasolar Planets in the Pleiades (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K., Matsuo, T., Shibai, H., et al. (No. 34 of 56 authors)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 号: 4 ページ: 90-90
  • DOI: 10.1093/pasj/65.4.90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Imaging of a Cold Jovian Exoplanet in Orbit around the Sun-Like Star GJ 504 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kuzuhara, M. Tamura, T. Kudo, M. Janson, R. Kandori, T. D. Brandt, C. Thalmann, D. Spiegel, B. Biller, J. Carson, Y. Hori, R. Suzuki, A. Burrows, T. Henning, E. L. Turner, M. W. McElwain, A. Moro-Martin, T. Suenaga, Y. H. Takahashi, et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 774 号: 1 ページ: 11-28
  • DOI: 10.1088/0004-637x/774/1/11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Imaging Detection of Methane in the Atmosphere of GJ 504 b (2013)
  • 著者名/発表者名: Janson, M., Brandt, T. D., Kuzuhara, D., et al. (No. 32 of 57 authors)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 778 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1088/2041-8205/778/1/l4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near-Infrared Circular Polarization Images of NGC 6334-V (2013)
  • 著者名/発表者名: Kwon. J., et al.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letter 巻: 765 号: 1 ページ: L6-L6
  • DOI: 10.1088/2041-8205/765/1/l6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging Discovery of the Debris Disk around HIP 79977 (2013)
  • 著者名/発表者名: Thalmann, C., Janson, M., Buenzli, E., Brandt, T. D., Wisniewski, J. P., Dominik, C., Carson, J., McElwain, M. W., Currie, T., Knapp, G. R., Moro-Martin, A., Usuda, T., Abe, L., Brandner, W., Egner, S., Feldt, M., Golota, T., Goto, M., Guyon, O., Hashimoto, J., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Kandori, R., Kudo, T., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Kwon. J., 18 coauthors
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 763 号: 2 ページ: L29-L29
  • DOI: 10.1088/2041-8205/763/2/l29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Imaging Discovery of a 'Super-Jupiter' Around the late B-Type Star к And★ (2013)
  • 著者名/発表者名: Carson, J., Thalmann, C., Janson, M., Kozakis, T., Bonnefoy, M., B. Biller, B., Schlieder, J., Currie, T., McElwain, M., Goto, M., Henning, T., Brandner, W., Feldt, M., Kandori, R., Kuzuhara, M., Stevens, L., Wong, P., Gainey, K., Fukagawa, M., Kuwada, Y., Brandt, T., Kwon, J., 34 coauthors
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 763 号: 2 ページ: L32-L32
  • DOI: 10.1088/2041-8205/763/2/l32
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Techniques for High-Contrast Imaging with ADI : the ACORNSADI SEEDS Data Reduction Pipeline (2013)
  • 著者名/発表者名: Brandt, T. D., McElwain, M. W., Turner, E. L., Abe, L., Brandner, W., Carson, J., Egner, S., Feldt, M., Golota, T., Goto, M., Grady, C. A., Guyon, O., Hashimoto, J., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Kandori, R., Knapp, G R., Kudo, T., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Kwon, J., 20 coauthors
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 764
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarimetric Imaging of Large Cavity Structures in the Pre-transitional Protoplanetary Disk around PDS 70 : Observations of the disk (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, J., Dong, R., Kudo, T., Honda, M., McClure, M., Zhu, Z., Muto, T., Wisniewski, J., Abe, L., Brandner, W., Brandt, T., Carson, J., Egner, S., Feldt, M., Fukagawa, M., Goto, M., Grady, C. A., Guyon, O., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Kandori, R., Knapp, G., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Kwon. J., 24 coauthors
  • 雑誌名: The Astrophysical Journa 巻: 758 号: 1 ページ: L19-L19
  • DOI: 10.1088/2041-8205/758/1/l19
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Structure of Pre-transitional Protoplanetary Disks I : Radiative Transfer Modeling of the Disk+Cavity in the PDS 70 system (2012)
  • 著者名/発表者名: Dong, R., Hashimoto, J., Rafikov, R., Zhu, Z., Whitney, B., Kudo, T., Muto, T., Brandt, T., McClure, M. K., Wisniewski, J., Abe, L., Brandner, W., Carson, J., Egner, S., Feldt, M., Goto, M., Grady, C., Guyon, O., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Kandori, R., Knapp, GR., Kusakabe, N., Kuzuhara, M., Kwon. J., 21 coauthors
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 760 号: 2 ページ: 111-111
  • DOI: 10.1088/0004-637x/760/2/111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subaru Imaging of Asymmetric Features in a Transitional Disk in Upper Scorpius (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Mayama, et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 760 号: 2 ページ: 26-30
  • DOI: 10.1088/2041-8205/760/2/l26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spiral Arms in the Asymmetrically Illuminated Disk of MWC 758 and Constraints on Giant Planets (2012)
  • 著者名/発表者名: Grady, C. A., Muto, T., Hashimoto, J., Fukagawa, M., Currie, T., Biller, B., Thalmann, C., Sitko, M. L., Russell, R., Wisniewski, J., Dong, R., J. Kwon. J., 63 coauthors
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 762 号: 1 ページ: 48-60
  • DOI: 10.1088/0004-637x/762/1/48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mode identification in the high-amplitude δ Scuti star V2367 Cyg (2012)
  • 著者名/発表者名: Ulusoy, C., Giilmez, T., Stateva, I., Dimitrov, D., Kh. I., Iliev, Kobulnicky, H. A., Yasarsoy, B., Alvarez, M., Michel, R., Fox Machado, L., Damasso, M., Carbognani, A., Cenadelli, D., Pickering, T. E., Kwon, J., Tamura, M., Balona, L. A.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 428 号: 4 ページ: 3551-3558
  • DOI: 10.1093/mnras/sts293
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Common Proper Motion Stellar Companion to HAT-P-7 (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita, N., Takahashi, Y. H., Kuzuhara, M., Hirano, T., Suenaga, T., Kandori, R., Kudo, T., Sato, B., Suzuki, R., Ida, S., Nagasawa, M., Abe, L., Brandner, W., Brandt, T. D., Carson, J., Egner, S. E., Feldt, M., Goto, M., Grady, C. A., Guyon, O., Hashimoto, J., Hayano, Y., Hayashi, M., Hayashi, S. S., Henning, T., Hodapp, K. W., Ishii, M., Iye, M., Janson, M., Knapp, G R., Kusakabe, N., Kwon, J., 22 coauthors
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infrared Doppler Instrument for the Subaru Telescope (IRD) (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamura, M., Suto, H., Nkshikawa, J., Kotani, T., Sato, B., Aoki, W., Usuda, T., Kurokawa, T., Kashiwagi, K., Nishiyama, S., Ikeda, Y., Hall, D., Hodapp, K., Hashimoto, J., Morino, J., Inoue, S., Mizuno, Y., Washizaki, Y., Tanaka, Y., Suzuki, S., Kwon, J., 33 coauthors
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 8446
  • DOI: 10.1117/12.925885
• [学会発表] Infrared Polarimetric Studies of Star and Planet Forming Regions (2013)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: 2013 AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, California
  • 年月日: 2013-12-12
• [学会発表] Near-Infrared Circular Polarimetry in Star Forming Regions : Implication for Astrobiology (2013)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: International Astrobiology Workshop 2013
  • 発表場所: JAXA/ISAS, Japan
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] Infrared Polarimetric Studies toward Star and Planet Forming Regions (2013)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: 9th East Asian Meeting on Astronomy
  • 発表場所: NCU. Taiwan
  • 年月日: 2013-10-17
• [学会発表] Near-Infrared Circular Polarimetry of NGC 6334-V : The Origi n of Circular Polarization (2013)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: The 6th meeting on Cosmic Dust
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2013-08-07
• [学会発表] Near Infrared Circular Polarimetry of Star Forming Regions (2013)
  • 著者名/発表者名: Motohide Tamura, Jungmi Kwon
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2013-06-24
• [学会発表] Near-Infrared Circular Polarization Images of NGC 6334-V : Implication for Astrobiology (2013)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 発表場所: Makuhari Messe, Japan
  • 年月日: 2013-05-21
• [学会発表] Near-Infrared Linear and Circular Polarimetry in Star Forming Regions (2013)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: 日本天文学会 春季年会
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] A Near-Infrared Linear and Circular Polarization Survey of S tar Forming Regions (2013)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: Protostars & Planets VI
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
• [学会発表] Near-Infrared Linear and Circular Polarimetxy of Star Forming Regions : Magnetic and Scattering Fields (2012)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: APCTP Workshop on Astrophysics : Magnetic Fields in Astrophysics
  • 発表場所: Pohang APCTP Headquarters within POSTECH Campus, Korea
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] Infrared Linear and Circular Polarimetiy of the NGC 6334 Star Forming Region (2012)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: The 5th meeting on Cosmic Dust
  • 発表場所: CPS (Center for Planetary Science), Kobe, Japan
  • 年月日: 2012-08-08
• [学会発表] Complex Scattered Radiation Fields and Multiple Magnetic Fields in the Protostellar Cluster in NGC 2264 (2012)
  • 著者名/発表者名: Jungmi Kwon
  • 学会等名: The 220th meeting of the American Astronomical Society
  • 発表場所: Dena'ina Civic and Convention Center, Anchorage, Alaska, U. S. A.
  • 年月日: 2012-06-14
• [図書] Polarimetry of Stars and Planetary Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Kolokolova, L., et al. (eds.)
  • 出版者: Cambridge University Press (submitted to the committee, July 2013)
• [備考]
  • URL: http://esppro.mtk.nao.ac.jp/Members_PRESS/201304/index.html