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Using ALMA to understand the origin of dust polarization in the Beta Pic debris disk

研究課題

研究課題/領域番号 20K14527
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関国立天文台

研究代表者

HULL CHARLES  国立天文台, アルマプロジェクト, 特別客員研究員 (70814755)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードStar formation / Radio astronomy / Polarization / Dust / Debris disks / Magnetic fields / Scattering / Disks
研究開始時の研究の概要

Confirming the presence of magnetic fields in debris disks is essential, as the field may play a key role in the formation and evolution of these important objects, which are tenuous, dusty circumstellar disks analogous to the Solar System’s Kuiper Belt and zodiacal light. In this project, we aim to make the first-ever detection of submillimeter dust polarization in a debris disk by observing the bright, iconic source Beta Pic in order to study the magnetic field in this planet-forming system.

研究成果の概要

デブリ円盤βPicのALMAによるダスト熱放射偏波観測の成果を2022年に発表した。空間分解した画像上では偏波は検出されず、円盤全体で平均すると3σレベルの偏波が見つかった。偏波率は0.51%に相当する。偏波の位置角は円盤の短軸方向に沿っており、これは放射トルクがトロイダル磁場(B-RAT)または放射場の異方性(k-RAT)に対して働くことによるダスト整列モデルの予測と合う。また空間的に平均した偏波の測定から、主に南西3分の1の領域から偏波が生じていることが分かった。k-RATとB-RATを仮定した模擬観測画像から、k-RATがβPicの偏波の主要メカニズムとして有力であることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

A debris disk is very much like the Kuiper Belt in our own (very old, advanced) solar system. Understanding the behavior of material in a debris disk like Beta Pic therefore helps us understand our own Solar System better.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Polarization from Aligned Dust Grains in the Beta Pic Debris Disk2022

    • 著者名/発表者名
      Hull, Charles L. H. ; Yang, Haifeng ; Cortes, Paulo C. ; Dent, William R. F. ; Kral, Quentin ; Li, Zhi-Yun ; Le Gouellec, Valentin J. M. ; Hughes, A. Meredith ; Milli, Julien ; Teague, Richard ; Wyatt, Mark C.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 930 号: 1 ページ: 49-49

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6023

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 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] Discovery of Molecular-line Polarization in the Disk of TW Hya2021

    • 著者名/発表者名
      Teague, Richard; Hull, Charles L. H.; Guilloteau, Stephane; Bergin, Edwin A.; Dutrey, Anne; Henning, Thomas; Kuiper, Rolf; Semenov, Dmitry; Stephens, Ian W.; Vlemmings, Wouter H. T.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 922 号: 2 ページ: 139-139

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac2503

    • 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] Validating scattering-induced (sub)millimetre disc polarization through the spectral index, wavelength-dependent polarization pattern, and polarization spectrum: the case of HD 1632962020

    • 著者名/発表者名
      Lin, Zhe-Yu Daniel; Li, Zhi-Yun; Yang, Haifeng; Looney, Leslie; Stephens, Ian; Hull, Charles L. H.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 496 号: 1 ページ: 169-181

    • DOI

      10.1093/mnras/staa1499

    • 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] Solving Grain Size Inconsistency between ALMA Polarization and VLA Continuum in the Ophiuchus IRS 48 Protoplanetary Disk2020

    • 著者名/発表者名
      Ohashi, Satoshi; Kataoka, Akimasa; van der Marel, Nienke; Hull, Charles L. H.; Dent, William R. F.; Pohl, Adriana; Pinilla, Paola; van Dishoeck, Ewine F.; Henning, Thomas
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 900 号: 1 ページ: 81-81

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abaab4

    • 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] Characterizing the Accuracy of ALMA Linear-polarization Mosaics2020

    • 著者名/発表者名
      Hull Charles L. H.、Cortes Paulo C.、Gouellec Valentin J. M. Le、Girart Josep M.、Nagai Hiroshi、Nakanishi Kouichiro、Kameno Seiji、Fomalont Edward B.、Brogan Crystal L.、Moellenbrock George A.、Paladino Rosita、Villard Eric
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of the Pacific

      巻: 132 号: 1015 ページ: 094501-094501

    • DOI

      10.1088/1538-3873/ab99cd

    • 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] The Explosion in Orion-KL as Seen by Mosaicking the Magnetic Field with ALMA2021

    • 著者名/発表者名
      Charles L. H. Hull
    • 学会等名
      SOFIA B-fields and filaments meeting (contributed talk, virtual)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Star formation, polarization, and magnetic fields in the ALMA era2021

    • 著者名/発表者名
      Charles L. H. Hull
    • 学会等名
      Irish National Astronomy Meeting (invited talk, virtual)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Star formation, polarization, and magnetic fields in the ALMA era2021

    • 著者名/発表者名
      Charles L. H. Hull
    • 学会等名
      NRAO (invited talk, virtual)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Star formation, polarization, and magnetic fields in the ALMA era2021

    • 著者名/発表者名
      C. Hull
    • 学会等名
      Rice University, colloquium (remote: Feb 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-detection of spectral-line polarization in the TW Hya protoplanetary disk2020

    • 著者名/発表者名
      C. Hull
    • 学会等名
      The magnetic field awakens (remote; Dec 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] C. Hull's personal/work website

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] C. Hull's publication list

    • URL

      https://ui.adsabs.harvard.edu/public-libraries/kqeLWrvzQl-ZD7YGSqFa7A

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] NAOJ main website

    • URL

      https://www.nao.ac.jp/en/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] ALMA Observatory website

    • URL

      https://www.almaobservatory.org/en/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] C. Hull's personal/work website

    • URL

      http://www.chathull.com

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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