星形成フィラメントのダイナミクスを探る日印気球実験による遠赤外[CII]広域観測

• 研究課題/領域番号: 18H01252
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分16010:天文学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 金田 英宏 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30301724)
• 研究分担者: 大薮 進喜 徳島大学, 教養教育院, 准教授 (10396806) ; 和田 武彦 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, 助教 (50312202)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 遠赤外線分光 / [CII]輝線 / 気球観測 / 星形成フィラメント / 日印共同

研究成果の概要

2018年10月および2019年4月にインド・ハンデラバードのTIFR気球放球基地にて気球フライトに成功し、[CII]シングルピクセル分光器によって本研究のターゲットである代表的な大質量星形成領域の[CII]マッピング観測データを取得した。また、[CII]アレイ分光器の開発を進めて、TIFR気球望遠鏡との機械・電気インターフェースの調整を行い、搭載可能な状態に整えた。また、観測データ解析ツールと実験室データ解析ソフトを作成した。なお、新型コロナウイルス感染症による渡航・輸出規制による影響のため、新アレイ分光器をインドへ輸送することができず、研究期間内に新装置による観測は実施できなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大質量星形成とフィラメント状分子雲の関係を理解するために、星形成を直接的にトレースする一階電離炭素が出す[CII]遠赤外線スペクトル線を使った気球観測を実施し、[CII]マッピングデータの取得に成功した。また、気球観測用の新しい[CII]観測装置の開発を進めた。本研究は、インドのタタ基礎科学研究所の赤外線天文グループとの共同作業で進めており、現地での観測準備作業や、オンラインでの開発進捗確認会などを通して、科学者・技術者・学生間での学術・文化交流が進んだ。なお、コロナ禍のため、新しい装置を用いた観測は行えなかったが、2022年度後半に観測再開に向けた準備を現地で進めた。

研究成果

• [国際共同研究] Tata Institute of Fundamental Research(インド)
• [国際共同研究] Tata Institute of Fundamental Research(インド)
• [国際共同研究] Tata Institute of Fundamental Research(インド)
• [雑誌論文] [CII] emission properties of the massive star-forming region RCW 36 in a filamentary molecular cloud (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Oyabu, S. , Ghosh, S. K. , Ojha, D. K. , Kaneda, H. , Maeda, H. , Nakagawa, T. , Ninan, J. P. , Vig, S. , Hanaoka, M. , Saito, F. , Fujiwara, S. Kanayama, T.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 651 ページ: A30-A30
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935739
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A systematic study of Galactic infrared bubbles along the Galactic plane with AKARI and Herschel. II. Spatial distributions of dust components around the bubbles (2020)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka, M., Kaneda, H., Suzuki, T., Kokusho, T., Oyabu, S., Ishihara, D., Kohno, M., Furuta, T., Tsuchikawa, T., and Saito, F.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 72 号: 1
  • DOI: 10.1093/pasj/psz123
  • 査読あり
• [雑誌論文] A systematic study of Galactic infrared bubbles along the Galactic plane with AKARI and Herschel (2019)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka, M., Kaneda, H., Suzuki, T., Kokusho, T., Oyabu, S., Ishihara, D., Kohno, M., Furuta, T., Tsuchikawa, T., & Saito, F.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 号: 1
  • DOI: 10.1093/pasj/psy126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the compensation ratio of heavily-Ga doped Ge for far-infrared detectors in astronomy (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Toyoaki、Kaneda Hidehiro、Wada Takehiko、Ukai Souta、Hanaoka Misaki、Shichi Kazuyuki、Maeda Hiroki、Oyabu Shinki、Watanabe Kentaroh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 57 号: 11 ページ: 116701-116701
  • DOI: 10.7567/jjap.57.116701
  • NAID: 210000149770
  • 査読あり
• [学会発表] 大質量星形成領域の遠赤外線 [CII] 輝線広域観測を進める日印共同気球実験 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大薮進喜, 鈴木仁研, 和田武彦, 金田英宏, 下村太誉, 小田切萌絵, D. K. Ojha, S. L. A. D’Costa, S. Ghosh, P.R. Sandimani
  • 学会等名: 日本天文学会2022年春季年会
• [学会発表] 接合型 Ge 検出器の平面展開構造による未開拓な赤外線波長帯の高感度化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木仁研 , 藤原侑, 齋藤太志, 金田英宏, 石丸貴博, 和田武彦, 大薮進喜
  • 学会等名: 日本天文学会2022年春季年会
• [学会発表] 衛星搭載用の観測装置・技術開発と人材育成 (2022)
  • 著者名/発表者名: 金田英宏
  • 学会等名: シンポジウム「2030年代の天文学と光赤外地上・スペース計画：日本の戦略」
  • 招待講演
• [学会発表] 大質量星形成領域の気球赤外線観測の現状と将来 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大薮進喜, 鈴木仁研, 金田英宏, 金山達也, 下村太誉, 小田切萌絵, 和田武彦, D. Ojha、S. Ghosh
  • 学会等名: 「(サブ)ミリ波単一鏡の革新で挑む、天文学の未解決問題」研究会
• [学会発表] 日印共同気球実験による遠赤外[CII] 輝線の広域マッピング観測で迫る大質量星形成の理解 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大薮進喜, 金田英宏, 鈴木仁研, 和田武彦, 下村太誉, 小田切萌絵, D. K. Ojha, S. L. A. Costa, S. Ghosh, P.R. Sandimani
  • 学会等名: JAXA宇宙科学研究所大気球シンポジウム
• [学会発表] 気球望遠鏡を用いた 高解像度・高波長分解[CII]マッピング観測のための Blocked-Impurity-Band型遠赤外線アレイ検出器の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 齋藤太志、鈴木仁研、金田英宏、大藪進喜、藤原侑、金山健也、下村太誉、和田武彦、石丸貴博、長勢晃一
  • 学会等名: 日本天文学会2020年春季年会
• [学会発表] 大質量星形成領域に付随する赤外線バブルの銀河円盤全域における系統的研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 花岡美咲, 金田英宏, 鈴木仁研, 國生拓摩, 大薮進喜, 石原大助, 河野樹人
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会