近赤外線高分散分光観測で拓く星間巨大有機分子の研究

• 研究課題/領域番号: 16K17669
• 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: 国立天文台 (2018-2019); 京都産業大学 (2016-2017)
• 研究代表者: 濱野 哲史 国立天文台, TMTプロジェクト, 特任研究員 (70756270)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 星間有機分子 / 赤外線高分散分光 / フラーレン / 星間物質 / 星間巨大有機分子 / 近赤外線 / 高分散分光 / 量子化学

研究成果の概要

星間有機分子を調べる重要なツールになると期待されている未同定吸収バンドであるdiffuse interstellar band (DIB) の分子同定に向けて、特に未開拓な近赤外線域においてDIBの系統的な観測的研究を行った。本研究では、まず主力装置の高分散分光器WINERED専用のデータ解析パイプラインを開発した。多数の天体について近赤外線スペクトルを取得し、近赤外線DIBの環境依存性や固有プロファイルの分析からキャリア分子の性質を明らかにした他、新たなDIBを近赤外線域で多数検出することにも成功した。また星間分子C2、CNの近赤外線吸収バンドを世界で初めて検出することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙における生命の発生過程や惑星系の素となるダストの性質を調べる上で、星間ガス雲中における複雑な有機分子の反応過程や分布は重要である。本研究では、フラーレンやPAHといった巨大な有機分子を調べる道具として期待されているDIBの分子同定に向けて重要な手がかりをいくつか得ることに成功した。本研究を足がかりとしてDIBの同定が成功すれば宇宙における有機分子を探る新たなツールを手に入れることとなり、宇宙化学、宇宙生物学の大きな進展が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] First Detection of A-X (0,0) Bands of Interstellar C2 and CN (2019)
  • 著者名/発表者名: Hamano Satoshi、Kawakita Hideyo、Kobayashi Naoto、Takenaka Keiichi、Ikeda Yuji、Matsunaga Noriyuki、Kondo Sohei、Sameshima Hiroaki、Fukue Kei、Yasui Chikako、Mizumoto Misaki、Otsubo Shogo、Watase Ayaka、Yoshikawa Tomohiro、Kobayashi Hitomi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 881 号: 2 ページ: 143-143
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2e0f
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Survey of Near-infrared Diffuse Interstellar Bands (2018)
  • 著者名/発表者名: Hamano Satoshi, Kobayashi Naoto, Kawakita Hideyo, Ikeda Yuji, Kondo Sohei, Sameshima Hiroaki, Arai Akira, Matsunaga Noriyuki, Yasui Chikako, Mizumoto Misaki, Fukue Kei, Izumi Natsuko, Otsubo Shogo, Takenaka Keiichi
  • 雑誌名: Bulletin de la Society Royale des Sciences de Liege, in Proceedings of the First Belgo-Indian Network for Astronomy & Astrophysics (BINA) workshop 巻: 87 ページ: 276-280
  • DOI: 10.25518/0037-9565.7702
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Near Infrared Diffuse Interstellar Bands Toward the Cygnus OB2 Association (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamano, S., Kobayashi, N., Kondo, S., Sameshima, H., Nakanishi, K., Ikeda, Y., Yasui, C., Mizumoto, M., Matsunaga, N., Fukue, K., Yamamoto, R., Izumi, N., Mito, H., Nakaoka, T., Kawanishi, T., Kitano, A., Otsubo, S., Kinoshita, M., and Kawakita, H.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 821 号: 1 ページ: 42-53
  • DOI: 10.3847/0004-637x/821/1/42
  • 査読あり
• [学会発表] 近赤外線高分散分光器WINERED: データ解析パイプラインの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 濱野哲史, 近藤荘平, 鮫島寛明, 福江慧, 新井彰, 河北秀世, 大坪翔悟, 竹中慶一, 渡瀬彩華, 池田優二, 小林尚人, 松永典之, 安井千香子
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] Diffuse Interstellar Bands: Cosmic Shadow of Interstellar Molecules (2018)
  • 著者名/発表者名: 濱野哲史
  • 学会等名: Cosmic Shadow 2018 - クェーサー吸収線系でみる宇宙-
• [学会発表] NIR Diffuse Interstellar Bands Survey with WINERED (2018)
  • 著者名/発表者名: 濱野哲史
  • 学会等名: WINERED研究会2018
• [学会発表] WINERED Pipeline: Current status, Problems & Upcoming Updates (2018)
  • 著者名/発表者名: 濱野哲史
  • 学会等名: WINERED研究会2018
• [学会発表] Magellanic Clouds with Magellan: Complex Molecules in Low Metallicity Environment (2018)
  • 著者名/発表者名: 濱野哲史
  • 学会等名: WINERED研究会2018
• [学会発表] DIB λ 10697のキャリアへの制限 (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹中慶一, 濱野哲史, 河北秀世, 小林尚人
  • 学会等名: WINERED研究会2018
• [学会発表] A Survey of Near-infrared Diffuse Interstellar Bands (2017)
  • 著者名/発表者名: Hamano Satoshi
  • 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] Survey of Near-infrared Diffuse Interstellar Bands (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Hamano
  • 学会等名: Fullerenes in Space Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Near-infrared spectroscopic study of interstellar free radicals (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Hamano, Naoto Kobayashi, Hideyo Kawakita, Keiichi Takenaka
  • 学会等名: 34th International Workshop of Free Radicals
  • 国際学会
• [学会発表] 近赤外線高分散分光器WINERED: C2, CN 分子バンドの検出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 濱野哲史, 河北秀世, 竹中慶一, 池田優二, 近藤荘平, 鮫島寛明, 福江慧, 新井彰, 大坪翔悟, 渡瀬彩華, 小林尚人, 松永典之, 安井千香子
  • 学会等名: 日本天文学会2017年度秋季年会
• [学会発表] 近赤外線高分散分光器WINERED: DIBλ10697のキャリア分子への制限 (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹中慶一, 濱野哲史, 河北秀世, 池田優二, 近藤荘平, 鮫島寛明, 福江慧, 小林尚人, 松永 典之, 安井千香子
  • 学会等名: 日本天文学会2017年度秋季年会
• [学会発表] A Survey of Near-infrared Diffuse Interstellar Bands (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamano Satoshi
  • 学会等名: 1st BINA Workshop
  • 発表場所: Nainital, India
  • 年月日: 2016-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] A Survey of Near-infrared Diffuse Interstellar Bands (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamano Satoshi
  • 学会等名: ISM2016
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] A Survey of Near-infrared Diffuse Interstellar Bands (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamano Satoshi
  • 学会等名: 近赤外線高分散分光観測で探る恒星物理
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] 近赤外線高分散分光器 WINERED による微弱な DIB の探査 (2016)
  • 著者名/発表者名: 濱野哲史
  • 学会等名: 日本天文学会2016年秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • 年月日: 2016-09-14