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実験的及び観測的手法に基づく星間有機物の物性解明

研究課題

研究課題/領域番号 21J13200
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関東京大学

研究代表者

遠藤 いずみ  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード星間有機物 / 赤外線観測 / 星間ダスト
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は星間有機物の性質と一生を実験的手法と観測的手法の両面から理解することである。実験研究ではこれまで、古典新周囲で合成される有機物の赤外特性を再現する実験室有機物、「急冷窒素含有炭素質物質(QNCC)」の合成に成功した。観測で取得される実際のデータとQNCCの物性を比較することで終焉期の恒星周囲で作られる有機物の物性を定量的に理解する。また、国際宇宙ステーションを利用したQNCCの曝露実験も行っており、曝露後のQNCCの物性と隕石中の有機物の物性を比較することで、終焉期の恒星を起源とする有機物が太陽系形成の現場に取り込まれ、始原的有機物の一部として寄与したという仮説を検証する。

研究実績の概要

これまで、実験研究として、古典新星周囲の有機物をよく再現した実験室有機物、急冷窒素含有炭素質物質(QNCC)の合成実験および、国際宇宙ステーションを用いたQNCCの宇宙環境曝露実験を行った。本年度は、これまで取得した曝露実験の帰還試料の赤外分光分析およびX線吸収端近傍構造(XANES)分析のデータの、より詳細な解析を行った。その結果、曝露後の赤外特性および、X線特性には曝露前と比較して、酸素の混入に起因すると考えられる複数の変化が見られた。
観測研究ではこれまで、大質量星の終焉機の姿であるWolf-Rayet(WR)星の中間赤外分光データの解析を行なってきた。大質量星は、中小質量星と比べて進化のタイムスケールが短いため、炭素に富むWR星は初期の宇宙において有機物の供給源となりうる重要な研究対象である。これまで、2019年にすばる望遠鏡中間赤外装置(COMICS)で取得したWR125のデータ解析を行い、その周囲で有機物の放射が観測されたことを示した(Endo et al. 2022 ApJ, 930, 116)。その結果を踏まえ、COMICSで新たに取得した16のダスト形成を引き起こすWR星の中間赤外線データの解析を行い、そのうち11のWR星で有機物に起因する放射を検出した。このうち6天体は今回の観測で初めて有機物による放射が確認されたものである。有機物による放射が検出されなかったWR星は全て比較的暗い天体であり、感度限界により検出がされなかった可能性がある。本結果は、WR星が重要な有機物の供給源であることを支持するものである。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] NASA Ames Research Center(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of British Columbia(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Moscow State University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of a broad 8μm UIR feature in the mid-infrared spectrum of WR 125 observed with Subaru/COMICS2022

    • 著者名/発表者名
      Endo Izumi, Lau Ryan M., Sakon Itsuki, Onaka Takashi, Williams Peredur M., Shenavrin Victor I.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: ー

    • 関連する報告書
      2021 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] On the nature of organic dust in novae2021

    • 著者名/発表者名
      I. Endo, I. Sakon, T. Onaka, Y. Kimura, S. Kimura, S. Wada, L. A. Helton, R. M. Lau, Y. Kebukawa, Y. Muramatsu, N. O. Ogawa, N. Ohkouchi, M. Nakamura, and S. Kwok
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 917 号: 2 ページ: 103-103

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0cf1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] WR125の中間赤外線スペクトルにおける幅広い8um未同定赤外バンドの検出2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤いずみ, Ryan M. Lau, 左近樹, 尾中敬, Peredur M. Williams, Victor I. Shenavrin
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] UIR band feature detected in the N-band low-resolution spectrum of WR 125 with Subaru/COMICS2022

    • 著者名/発表者名
      Izumi Endo, Ryan M. Lau, Ituki Sakon, Takashi Onaka, Peredur M. Williams, Victor I. Shenavrin
    • 学会等名
      IR2022: An Infrared Bright Future for Ground-based IR Observations in the Era of JWST
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 急冷窒素含有炭素質物質の宇宙環境曝露実験-帰還試料の初期分析報告2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤いずみ, 左近樹, 尾中敬, 癸生川陽子, 小林憲正, 三田肇, 矢野創
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Towards the identification of the carriers of the unidentified infrared (UIR) bands in novae2021

    • 著者名/発表者名
      Izumi Endo, Ituki Sakon, Takashi Onaka, Yuki Kimura, Seiji Kimura, Setsuko Wada, L. Andrew Helton, Ryan M. Lau, Yoko Kebukawa, Yasuji Muramatsu, Nanako O. Ogawa, Naohiko Ohkouchi, Masato Nakamura, Sun Kwok
    • 学会等名
      IAUS 366 The origin of Outflows in Evolved Stars
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrogen inclusion in organic dust in novae revealed by laboratory synthesis of Quenched Nitrogen-included Carbonaceous Composite (QNCC)2021

    • 著者名/発表者名
      Izumi Endo, Ituki Sakon, Takashi Onaka, Yuki Kimura, Seiji Kimura, Setsuko Wada, Andrew L. Helton, Ryan M. Lau, Yoko Kebukawa, Yasuji Muramatsu, Nanako O. Ogawa, Naohiko Ohkouchi, Masato Nakamura, Sun Kwok
    • 学会等名
      Workshop on Interstellar Matter
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 新星爆発で生まれる有機物の塵の合成に成功

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2021/7522/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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