研究課題
基盤研究(C)
銀河の中には星形成が非常に盛んである段階にあるスターバーストを経験している銀河がある。そうしたスターバーストは銀河進化の中でも重要な段階であるが、それを引き起こす条件や抑制する要素は分かっていない。本研究では、スターバーストとその抑制に寄与する物理条件を、星形成の材料である分子の化学組成から明らかにすることを目的とする。その為我々が行ったアルマ大型プログラムALCHEMI の超広周波数域、高感度のラインサーベイを用いる。この系外銀河の星間化学としては画期的な観測結果と分子の存在量を導き出す化学モデル計算から、近傍銀河で分子の性質によって多種の分子存在量がどう変わるかの理解を飛躍的に発展させる。
本研究は近傍の星形成が活発な銀河の分子組成を調べ、そこから星の材料である分子ガスの物理条件を明らかにすることを目的としている。アルマ大型プログラムの一つALCHEMIというプログラムのデータを用い、多数の分子輝線の統計的研究を主成分分析(PCA)を用い行う計画である。そこからどの分子輝線でどういった物理条件をトレースすることができるのかを調べることにより、良い分子輝線のトレーサーを探し出し、それを他の銀河の観測などに応用することが期待できる。この統計的研究を進める中で衝撃波が予測される領域でHOCO+(プロトン化された二酸化炭素)という分子の量が予期せず増えていることを発見した。研究計画のうちの2年目にあたる2022年度はこの分子について主著論文を発表した。この分子が衝撃波の起こるところで増えることは今まで知られていなかったが、他の衝撃波トレーサーと非常に良い空間的分布の相関があることがわかった。また、こうしたプロトン化された二酸化炭素が増えることは衝撃波によって二酸化酸素の氷が昇華し、さらにそれにプロトンがついたことで説明ができる。文献から二酸化炭素の氷の量も調べることができるため、かなりの量の氷が衝撃波によって昇華されていることがわかった。また、本来の目的であった、多数の輝線強度図から主成分分析という統計的研究をする計画では多数の分子の分布の中にどういった物理的条件を持つ領域(成分)がどれだけあるかを調べることができ、衝撃波の由来や星形成の年齢に関連する興味深い結果が得られてきている。
2: おおむね順調に進展している
アルマ大型プログラムALCHEMIの積分強度図を用い主成分分析を行う中でHOCO+という分子が予期せずに衝撃波トレーサーと非常によく似た分布をすることがわかった。この分子は二酸化炭素がプロトン化されたもので、二酸化炭素氷が衝撃波によって昇華されたものがプロトン化された可能性が高いという結果を得ることができた。そしてこの結果を Harada et al. (2022) The Astrophysical Journal 983, 80として発表することができた。また、当初の計画である主成分分析に関しても論文を順調に準備中である。
今年度は今行っている統計的研究の論文を早急に出版する。また、それらで得られてきた紫外線の影響や宇宙線の影響などによると考えられる輝線強度の変化について化学モデルと放射輸送計算を合わせたモデルにより解釈する研究に着手する。
すべて 2023 2022 2021 その他
すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 14件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)
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巻: -
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