多波長天文観測に基づく低重元素量環境下での星間分子化学の研究

• 研究課題/領域番号: 15K17612
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 下西 隆 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80725599)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 赤外線天文学 / 電波天文学 / 星間化学 (アストロケミストリー) / 星間分子 / 氷 / マゼラン雲 / 系外銀河 / ホットコア / 星間化学 / 光赤外線天文学 / アストロケミストリー / 星間物質 / 分子

研究成果の概要

本研究は、宇宙空間における星や惑星、そして生命の材料となり得る物質の化学的多様性を明らかにすることを目的としている。本計画では、最先端の望遠鏡による天文観測を主軸として、過去の銀河に類似した環境を持つ低重元素量銀河内に存在する星間分子の調査を行った。結果として、有機分子を含む氷の雲に埋もれた原始星（生まれたばかりの星）やホットコアと呼ばれる化学的に豊かな分子ガスに包まれた原始星が世界で初めて我々の住む天の川銀河外に発見され、太陽系近傍とは大きく異なる環境を持つ銀河では、星の材料となる物質の化学組成が異なることが明らかになった。

研究成果

• [国際共同研究] Institut d'Astrophysique Spatiale/Universite Paris-Sud(France)
• [雑誌論文] Adsorption Energies of Carbon, Nitrogen, and Oxygen Atoms on the Low-temperature Amorphous Water Ice: A Systematic Estimation from Quantum Chemistry Calculations (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimonishi Takashi、Nakatani Naoki、Furuya Kenji、Hama Tetsuya
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 855 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaaa6a
  • NAID: 120007133924
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular-cloud-scale Chemical Composition. II. Mapping Spectral Line Survey toward W3(OH) in the 3 mm Band (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Yoshimasa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 845 号: 1 ページ: 1-18
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa89e5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular-cloud-scale Chemical Composition. I. A Mapping Spectral Line Survey toward W51 in the 3 mm Band (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Yoshimasa; Nishimura, Yuri; Harada, Nanase; Sakai, Nami; Shimonishi, Takashi; Aikawa, Yuri; Kawamura, Akiko; Yamamoto, Satoshi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 845 号: 2 ページ: 1-30
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa7ece
  • NAID: 120007127838
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Study of CO2/H2O Ice Abundance Ratios in Nearby Galaxies with the Akari Near-Infrared Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, Mitsuyoshi; Kaneda, Hidehiro; Oyabu, Shinki; Ishihara, Daisuke; Onaka, Takashi; Shimonishi, Takashi; Suzuki, Toyoaki
  • 雑誌名: Publications of The Korean Astronomical Society 巻: 32 号: 1 ページ: 141-145
  • DOI: 10.5303/pkas.2017.32.1.141
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ice Absorption Features in NIR Spectra of Galactic Objects (2017)
  • 著者名/発表者名: Mori, Tamami I.; Onaka, Takashi; Sakon, Itsuki; Ohsawa, Ryou; Kaneda, Hidehiro; Yamagishi, Mitsuyoshi; Okada, Yoko; Tanaka, Masahiro; Shimonishi, Takashi
  • 雑誌名: Publications of The Korean Astronomical Society 巻: 32 号: 1 ページ: 105-107
  • DOI: 10.5303/pkas.2017.32.1.105
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AKARI Infrared Camera Survey of the Large Magellanic Cloud (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimonishi, T.; Kato, D.; Ita, Y.; Onaka, T.; AKARI/IRC LMC Team
  • 雑誌名: Publications of The Korean Astronomical Society 巻: 32 号: 1 ページ: 83-85
  • DOI: 10.5303/pkas.2017.32.1.083
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Processing of Interstellar Medium as Divulged by Akari (2017)
  • 著者名/発表者名: Onaka, Takashi; Mori, Tamami I.; Ohsawa, Ryou; Sakon, Itsuki; Bell, Aaron C.; Hammonds, Mark; Shimonishi, Takashi; Ishihara, Daisuke; Kaneda, Hidehiro; Okada, Yoko; Tanaka, Masahiro
  • 雑誌名: Publications of The Korean Astronomical Society 巻: 32 号: 1 ページ: 77-81
  • DOI: 10.5303/pkas.2017.32.1.077
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Detection of a Hot Molecular Core in the Large Magellanic Cloud with ALMA (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimonishi, T., Onaka, T., Kawamura, A., & Aikawa, Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 827 号: 1 ページ: 1-20
  • DOI: 10.3847/0004-637x/827/1/72
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spectral Line Survey toward a Molecular Clouds in IC10 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura, Takashi Shimonishi, Yoshimasa Watanabe, Nami Sakai, Yuri Aikawa, Akiko Kawamura, and Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 829 号: 2 ページ: 94-101
  • DOI: 10.3847/0004-637x/829/2/94
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] VLT/ISAAC infrared spectroscopy of embedded high-mass YSOs in the Large Magellanic Cloud: Methanol and the 3.47 μm band (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi, Emmanuel Dartois, Takashi Onaka, Francois Boulanger
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 585 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201526559
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spectral Line Survey Toward Quiescent Giant Molecular Clouds in the Large Magellanic Cloud (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y., Shimonishi, T., Watanabe, Y., Sakai, N., Aikawa, Y., Kawamura, A., Yamamoto, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 818 号: 2 ページ: 1-17
  • DOI: 10.3847/0004-637x/818/2/161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concurrent Formation of Carbon and Silicate Dust in Nova V1280 Sco (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakon, I., Sako, S., Onaka, T., Nozawa, T., Kimura, Y., Fujiyoshi, T., Shimonishi, T., Usui, F., Takahashi, H., Ohsawa, R., Arai, A., Uemura, M., Nagayama, T., Koo, B-C., and Kozasa, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 817 号: 2 ページ: 145-167
  • DOI: 10.3847/0004-637x/817/2/145
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Systematic Variations in CO2/H2O Ice Abundance Ratios in Nearby Galaxies Found with AKARI Near-Infrared Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, M., Kaneda, H., Ishiara, D., Oyabu, S., Onaka, T. Shimonishi, T., and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 807 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1088/0004-637x/807/1/29
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Astrochemical observations of low-metallicity star-forming regions (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: High Mass Star Formation Workshop 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 「マゼラン雲の観測で探る低金属量銀河の星間化学」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 下西 隆
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
  • 招待講演
• [学会発表] 「第一原理計算による星間氷表面への原子の吸着エネルギーの推定 2: 分子雲化学組成への影響」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 下西隆、中谷直輝、古家健次、羽馬哲也
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
• [学会発表] 第一原理計算による星間氷表面への原子の吸着エネルギーの推定 1:量子化学計算による系統的予測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中谷直輝、下西隆、古家健次、羽馬哲也
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
• [学会発表] Observations of a hot molecular core in a low metallicity dwarf galaxy (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: IAU Symposium 332, Astrochemistry VII -Through the Cosmos from Galaxies to Planets
  • 発表場所: Puerto Varas (Chile)
  • 年月日: 2017-03-20
  • 国際学会
• [学会発表] Chemical properties of low metallicity star-forming regions (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: The 4th AKARI International Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ices in star-forming regions: the role of metallicity (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: The 10th meeting on Cosmic Dust
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 「赤外線アストロケミストリーの展望」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 下西隆
  • 学会等名: 光赤天連シンポジウム2017
  • 招待講演
• [学会発表] Observations of ices at low metallicity (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: Ice Age -The Era of the James Web Space Telescope-
  • 発表場所: Leiden (Neterland)
  • 年月日: 2016-10-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] First detection of an extragalactic hot molecular core with ALMA (2016)
  • 著者名/発表者名: 下西 隆
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学 (愛媛県松山市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Observations of a hot molecular core in a nearby low metallicity galaxy (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: The 9th meeting on Cosmic Dust
  • 発表場所: 東北大学 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-08-15
  • 国際学会
• [学会発表] Observations of a hot molecular core in the Large Magellanic Cloud with ALMA (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: Star Formation in Different Environments
  • 発表場所: Quy Nhon (Vietnum)
  • 年月日: 2016-07-25
  • 国際学会
• [学会発表] Observations of Water and Methanol Ices in the Large Magellanic Cloud (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: Water in the Universe: From Clouds to Oceans
  • 発表場所: Leiden (Neterland)
  • 年月日: 2016-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] ALMA Observations of a Hot Molecular Core in the Large Magellanic Cloud (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi
  • 学会等名: Molecular Gas in Galactic Environments
  • 発表場所: Charlottesville (USA)
  • 年月日: 2016-04-04
  • 国際学会
• [学会発表] 系外銀河における水及び有機分子生成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 下西 隆
  • 学会等名: 宇宙生命計算科学連携拠点 第2回ワークショップ
  • 発表場所: 筑波大学 (茨城県つくば市)
• [学会発表] VLT infrared spectroscopic observations of high-mass YSOs in the Large Magellanic Cloud (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi, Emmanuel Dartois, Takashi Onaka, and Francois Boulanger
  • 学会等名: 第32回Grain Formation Workshop
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2015-12-09
• [学会発表] Infrared spectroscopy of embedded high-mass YSOs in the Large Magellanic Cloud: Methanol and the 3.47 mm band (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi, Emmanuel Dartois, Takashi Onaka, and Francois Boulanger
  • 学会等名: From Interstellar Ices to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
  • 発表場所: Annapolis, USA
  • 年月日: 2015-09-14
  • 国際学会
• [学会発表] Infrared spectroscopy in the C--H stretching region towards embedded high-mass young stellar objects in the Large Magellanic Cloud (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi, Emmanuel Dartois, Takashi Onaka, and Francois Boulanger
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Infrared spectroscopy in the C--H stretching region towards embedded high-mass young stellar objects in the Large Magellanic Cloud (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi, Emmanuel Dartois, Takashi Onaka, and Francois Boulanger
  • 学会等名: The 8th meeting on Cosmic Dust
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-08-17
  • 国際学会
• [学会発表] AKARI Infrared Camera Survey of the Large Magellanic Cloud (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi, Daisuke Kato, Yoshifusa Ita, Takashi Onaka
  • 学会等名: IAU General Assembly
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2015-08-02
  • 国際学会
• [学会発表] Infrared spectroscopy in the C--H stretching region towards embedded high-mass young stellar objects in the Large Magellanic Cloud (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimonishi, Emmanuel Dartois, Takashi Onaka, and Francois Boulanger
  • 学会等名: IAU General Assembly
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2015-08-02
  • 国際学会
• [学会発表] Infrared spectroscopy of solid methanol around embedded high-mass YSOs in the LMC (2015)
  • 著者名/発表者名: 下西隆
  • 学会等名: High-mass star-formation workshop
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-07-22
• [備考] 銀河系外ホットコアを初検出! -生まれたばかりの星を包む暖かい分子の雲-
  • URL: http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2016/09/press20160905-01.html
• [備考] ALMA Catches Stellar Cocoon with Curious Chemistry
  • URL: https://www.eso.org/public/news/eso1634/
• [備考] Stellar Cocoon Seen for First Time Outside Galaxy
  • URL: https://public.nrao.edu/news/announcements/2016-alma-lmc
• [備考] "宇宙の氷"で大マゼラン雲を探る～天の川銀河との違いが明らかに～
  • URL: http://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20160301-7724.html