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高分散分光観測による星・惑星形成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K03957
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17010:宇宙惑星科学関連
研究機関国立天文台

研究代表者

高木 悠平  国立天文台, ハワイ観測所, RCUH職員 (80648973)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード星・惑星形成 / 原始惑星系円盤
研究開始時の研究の概要

星や惑星は、分子雲と呼ばれるガスの塊から誕生する。生まれた星の周りを取り囲むように原始惑星系円盤が作られ、ここで惑星が生まれるが、その詳しい過程はまだ明らかになっていないことが多い。これまでの研究で、原始惑星系円盤の進化時間が、分子雲ごとに異なることがわかっている。本研究では、星のスペクトルから温度・重力・年齢を求め、分子雲ごとに星や惑星の進化過程が異なる原因を解明する。また、FU Ori型星と呼ばれる、原始惑星系円盤から中心星に向かってガスが大量に流れ込み増光している天体の高分散分光観測を行い、大規模な変動が起こっている若い星で、光球や原始惑星系円盤がどのように進化しているかを明らかにする。

研究実績の概要

前主系列星に対する種々の観測により、原始惑星系円盤や原始惑星が形成されまた進化する様子が明らかにされつつある。本研究では、それぞれの前主系列星に対する可視・近赤外線での高分散分光観測を行いその表面重力を明らかにすることで年齢を求め、若い星の年齢と原始惑星系円盤及び原始惑星の進化とを比較することで、若い星と惑星の進化過程に関する統計的議論を推し進めることが目標である。高分散分光観測による年齢決定方法は、過去の手法に比べ、星の距離や減光に影響を受けることなく年齢を導くことができるため、星および惑星の形成過程をより詳細に議論することが可能である。
これまでの研究で、星形成領域により原始惑星系円盤の進化タイムスケールが異なることが示唆されている。例として、おうし座分子雲に属する若い星に比べ、へびつかい座分身の原始惑星系円盤はおおよそ半分のタイムスケールで散逸することが挙げられる。この要因として考えられることの一つが星形成領域の物理的環境の違いである。へびつかい座分子雲は周囲に大質量星が存在し、その輻射が円盤寿命に関連している可能性がある。そこで本研究では、すばる望遠鏡と近赤外線観測装置IRCS、また赤外線を用いた補償光学装置を組み合わせ、へびつかい座分子雲に深く埋もれた若い星を観測することを立案した。この観測を実施することで、分子雲の外縁と内部にある原始惑星系円盤の散逸過程を比較することができ、若い星の周辺環境と原始惑星系円盤の進化過程について議論を深めることができる。本観測は2024年度に実施する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

観測データの取得や研究会への発表に遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

2024年度に行うへびつかい座分子雲に深く埋もれた若い星の観測から、各天体の物理量決定を行い、若い星の周辺環境と原始惑星系円盤の進化過程について議論を深め、星および惑星の形成と進化過程に関する論文を投稿する予定である。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 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

    (5件)

すべて 2023 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Revealing the Spectroscopic Variations of FU Orionis Object V960 Mon with High-resolution Spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Takagi Yuhei、Honda Satoshi、Arai Akira、Takahashi Jun、Oasa Yumiko、Itoh Yoichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 904 号: 1 ページ: 53-68

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbef0

    • 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
  • [学会発表] Revealing the Evolution Timescale of Protoplanetary Disks with High-resolution Spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Takagi, Yoichi Itoh, Yumiko Oasa
    • 学会等名
      Protostars and Planets VII
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lupus 領域の前主系列星に付随する原始惑星系円盤の進化時間2023

    • 著者名/発表者名
      高木悠平、伊藤洋一、大朝由美子
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] FU Ori 型星V960 Mon の高分散分光観測2020

    • 著者名/発表者名
      高木悠平、本田敏志、高橋隼、伊藤洋一、新井彰、 大朝由美子
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] High-resolution optical and near-infrared spectroscopy of FU Ori type star V960 Mon2019

    • 著者名/発表者名
      Takagi, Y., Honda, S., Arai, A., Takahashi, J., Oasa, Y., Itoh, Y.
    • 学会等名
      Subaru Telescope 20th Anniversary - Optical & Infrared Astronomy for the Next Decade -
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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