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惑星状星雲の多波長三次元分光データ解析による恒星風質量放出の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K03914
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関京都大学

研究代表者

大塚 雅昭  京都大学, 理学研究科, 特定助教 (70399286)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード惑星状星雲 / ダスト減光 / 元素組成 / 三次元面分光 / 多波長分光 / 星周物質 / 星間物質 / 分光観測 / 多波長観測 / 銀河化学進化 / 質量放出 / 化学組成 / 恒星風 / 面分光観測 / 多波長
研究開始時の研究の概要

銀河の化学的進化は、恒星進化末期の大規模な恒星風質量放出と星間物質(ISM)間の物質循環の結果である。老齢な銀河では、恒星風質量放出とISMに含まれるガス・ダスト質量は同程度とこれまで考えられていた。しかし、最新の観測研究は、全恒星ガス・ダスト質量は全ISMのそれの10%以下、90%以上はミッシングマスと報告している。ミッシングマス問題が未解決であるのは、中小質量星における恒星風質量放出が未だ定量的に解明されていないためである。そこで本研究は、中小質量星の進化末期にある惑星状星雲の星周殻内の原子/分子ガス・ダストの三次元物理量分布を調査し、中小質量星における恒星風質量放出の解明を目指す。

研究成果の概要

惑星状星雲の可視三次元分光データを用いて、星周殻内のガスとダストの物理量空間分布を調査し、中小質量星の恒星風質量放出を定量的に解明することを目指した。独自に開発した手法を駆使し、以下の知見を得た。(1) ガス・ダスト質量の空間分布は一様ではなく、赤道に沿って質量が集中している。AGB星段階での非等方な大規模質量放出が赤道トーラス構造 を形成し、それがその後の小規模質量放出の方向性や非球対称星雲殻形成を駆動していると考えられる、(2)ガス-ダスト質量比は星周殻内で空間的に大きく変化している、(3) 元素組成の空間分布は非一様性は星周殻形成史と中心星進化史を反映している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、惑星状星雲におけるガスとダストの物理量空間分布を可視三次元分光観測のみで明らかにし、中小質量星の質量放出メカニズムと惑星状星雲の形成過程を定量的に解明した点で学術的新規性がある。独自に開発した解析手法は、惑星状星雲に限らず輝線を発する天体すべてに適用可能である点で技術的新規性がある。また、星と宇宙の進化が生命の起源にどう関係しているのかを考える機会を提供した点で社会的意義がある。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 19件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] デンバー大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Denver(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Chungbuk National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Probing the origin of the two-component structure of broad-line region by reverberation mapping of an extremely variable quasar2024

    • 著者名/発表者名
      Nagoshi Shumpei、Iwamuro Fumihide、Yamada Satoshi、Ueda Yoshihiro、Oikawa Yuto、Otsuka Masaaki、Isogai Keisuke、Mineshige Shin
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 529 号: 1 ページ: 393-408

    • DOI

      10.1093/mnras/stae319

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seimei/KOOLS-IFU mapping of the gas and dust distributions in Galactic PNe: Unveiling the origin and evolution of the Galactic halo PN H4-12023

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Masaaki、Ueta Toshiya、Tajitsu Akito
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 号: 6 ページ: 1280-1297

    • DOI

      10.1093/pasj/psad069

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The [S ii] Spectral Images of the Planetary Nebula NGC 7009. II. Major Axis2023

    • 著者名/発表者名
      Hyung Siek、Lee Seong-Jae、Otsuka Masaaki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 265 号: 1 ページ: 2-2

    • DOI

      10.3847/1538-4365/acad72

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Time-variable Jet Ejections from RW Aur A, RY Tau, and DG Tau*2022

    • 著者名/発表者名
      Takami Michihiro, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 264 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac9afc

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The messy death of a multiple star system and the resulting planetary nebula as observed by JWST2022

    • 著者名/発表者名
      De Marco Orsola, et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 6 号: 12 ページ: 1421-1432

    • DOI

      10.1038/s41550-022-01845-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] N/O abundance ratio and the progenitor mass for the most luminous planetary nebulae of M 312022

    • 著者名/発表者名
      Ueta Toshiya、Otsuka Masaaki
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 667 ページ: L8-L8

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202244744

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Double Shells of the Planetary Nebula NGC 7009 Minor Axis2022

    • 著者名/発表者名
      Lee Seong-Jae、Hyung Siek、Otsuka Masaaki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 938 号: 1 ページ: 71-71

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac90c3

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] CO line observations of OH/IR stars in the inner Galactic Bulge: Characteristics of stars at the tip of the AGB2022

    • 著者名/発表者名
      Olofsson H.、Khouri T.、Sargent B. A.、Winnberg A.、Blommaert J. A. D. L.、Groenewegen M. A. T.、Muller S.、Kastner J. H.、Meixner M.、Otsuka M.、Patel N.、Ryde N.、Srinivasan S.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 665 ページ: A82-A82

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202244053

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Nearby Evolved Stars Survey II: Constructing a volume-limited sample and first results from the James Clerk Maxwell Telescope2022

    • 著者名/発表者名
      Scicluna P, et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 512 号: 1 ページ: 1091-1110

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2860

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Seimei KOOLS-IFU mapping of the gas and dust distributions in Galactic planetary nebulae: the case of IC?21652022

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Masaaki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 511 号: 4 ページ: 4774-4800

    • DOI

      10.1093/mnras/stac260

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Proper Plasma Analysis Practice (PPAP), an Integrated Procedure of Extinction Correction and Plasma Diagnostics: A Demo with an HST/WFC3 Image Set of NGC 67202021

    • 著者名/発表者名
      Ueta Toshiya、Otsuka Masaaki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of the Pacific

      巻: 133 号: 1027 ページ: 093002-093002

    • DOI

      10.1088/1538-3873/ac20ab

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intermediate luminosity type Iax supernova 2019muj with narrow absorption lines: Long-lasting radiation associated with a possible bound remnant predicted by the weak deflagration model2021

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Miho、Maeda Keiichi、Yamanaka Masayuki et al. (26 authors)
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 5 ページ: 1295-1314

    • DOI

      10.1093/pasj/psab075

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spectroscopic and photometric observations of dwarf nova superoutbursts by the 3.8 m telescope Seimei and the Variable Star Network2021

    • 著者名/発表者名
      Tampo Yusuke、Isogai Keisuke、Kojiguchi Naoto、Maehara Hiroyuki、Taguchi Kenta、Kato Taichi、Kimura Mariko、Wakamatsu Yasuyuki、Shibata Masaaki、Nogami Daisaku、Kawabata Miho、Maeda Keiichi et al. (61 authors)
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 3 ページ: 753-771

    • DOI

      10.1093/pasj/psab036

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] K-band High-resolution Spectroscopy of Embedded High-mass Protostars2021

    • 著者名/発表者名
      Hsieh Tien-Hao、Takami Michihiro、Connelley Michael S.、Liu Sheng-Yuan、Su Yu-Nung、Hirano Naomi、Tamura Motohide、Otsuka Masaaki、Karr Jennifer L.、Pyo Tae-Soo
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 912 号: 2 ページ: 108-108

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abee88

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Calcium-rich Transient SN 2019ehk in a Star-forming Environment: Yet Another Candidate for a Precursor of a Double Neutron-star Binary2021

    • 著者名/発表者名
      Nakaoka Tatsuya、Maeda Keiichi、Yamanaka Masayuki、Tanaka Masaomi、Kawabata Miho、Moriya Takashi J.、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 912 号: 1 ページ: 30-30

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abe765

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Possible Time Correlation between Jet Ejection and Mass Accretion for RW Aur A2020

    • 著者名/発表者名
      Takami Michihiro、... 、Otsuka Masaaki、Chou Mei-Yin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 901 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abab98

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] SN 2019ein: New Insights into the Similarities and Diversity among High-velocity Type Ia Supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Miho、Maeda Keiichi、Yamanaka Masayuki、Nakaoka Tatsuya、Kawabata Koji S.、Adachi Ryo、Akitaya Hiroshi、Burgaz Umut、Hanayama Hidekazu、Horiuchi Takashi、Hosokawa Ryohei、Iida Kota、Imazato Fumiya、Isogai Keisuke、Jiang Ji-an、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 893 号: 2 ページ: 143-143

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab8236

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Physical properties of the fluorine and neutron-capture element-rich PN Jonckheere 9002019

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Masaaki、Hyung Siek
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 491 号: 2 ページ: 2959-2981

    • DOI

      10.1093/mnras/stz3147

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Quadratic Programming Method for Extracting Emission Line Maps from Line-blended Narrowband Images2019

    • 著者名/発表者名
      Ueta Toshiya、Mito Hiroyuki、Otsuka Masaaki、Nakada Yoshikazu、Conn Blair C.、Ladjal Djazia
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 158 号: 4 ページ: 145-145

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ab328f

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Seimei/KOOLS-IFU mapping of the gas and dust distributions in Galactic PNe: Unveiling the origin and evolution of the Galactic halo PN H4-12023

    • 著者名/発表者名
      M. Otsuka et al.
    • 学会等名
      IAU Symposium 384: Planetary Nebulae: a Universal Toolbox in the Era of Precision Astrophysics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seimei/KOOLS-IFU mapping of the gas and dust distributions in Galactic PNe: Unveiling the origin and evolution of the Galactic halo PN H4-12023

    • 著者名/発表者名
      M. Otsuka et al.
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] せいめい望遠鏡GAOES-RVとKOOLS-IFUで探る惑星状星雲における中性子捕獲元素量2023

    • 著者名/発表者名
      大塚雅昭
    • 学会等名
      せいめい望遠鏡と可視高分散分光器GAOES-RVが 切り拓くサイエンス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 銀河のガス物理量と前景ダスト減光量を分光データから一括同定する新手法2023

    • 著者名/発表者名
      植田稔也 (デンバー大学), 大塚雅昭 (京大岡山天文台)
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Seimei KOOLS-IFU Mapping of the Gas and Dust distributions in the PN IC21652022

    • 著者名/発表者名
      大塚雅昭
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] せいめい望遠鏡で観る惑星状星雲の3次元スペクトル2021

    • 著者名/発表者名
      大塚雅昭
    • 学会等名
      第26回天体スペクトル研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Comprehensive Spectroscopic Analyses of the PN IC2165 with Seimei/KOOLS- IFU2020

    • 著者名/発表者名
      大塚雅昭(京大岡山天文台), 植田稔也(デンバー大), Siek Hyung (Chungbuk National Univ.)
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Unveiling the origin of cosmic fullerenes through investigations into physical properties of fullerene-containing planetary nebulae2020

    • 著者名/発表者名
      大塚雅昭
    • 学会等名
      第58回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン 総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two Shells Formation from Born-again TP-AGE in NGC 70092020

    • 著者名/発表者名
      Lee, S., Hyung, S., Otsuka, M.
    • 学会等名
      American Astronomical Society meeting #235
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatially-resolved study of the planetary nebula Hu1-2 with the Seimei 3.8- m/KOOLS-IFU2019

    • 著者名/発表者名
      大塚雅昭(京大岡山天文台), 植田稔也(デンバー大)
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Physical properties of the planetary nebula Hu2-1 with Seimei/KOOLS-IFU2019

    • 著者名/発表者名
      大塚雅昭(京大岡山天文台), 植田稔也(デンバー大)
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大塚雅昭(京大岡山天文台), Siek Hyung (Chungbuk National Univ.)2019

    • 著者名/発表者名
      Physical properties of the fluorine and neutron capture element rich PN J900
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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