| 研究課題/領域番号 |
23K22535
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01264 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
國生 拓摩 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (60803442)
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| 研究分担者 |
永山 貴宏 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (00533275)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | 超新星残骸 / 元素合成 / リン / 星周物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リンはDNAや細胞壁などの材料で、生命を司る元素のひとつである。その起源は超新星爆発にまでさかのぼるが、リンの生成メカニズムや、惑星・生命へ至るプロセスは理解されていない。本研究は近赤外リン輝線に着目し、狭帯域フィルターを用いた超新星残骸のリン輝線マッピング観測を行う。検出されるリンには星間物質を起源とする成分が含まれる可能性があるため、専用分光器を用いて、爆発のため高速で運動する超新星起源のリンを同定する。本手法により多くの天体を観測して超新星起源のリンを徹底して見つけ出し、超新星爆発によるリン生成について網羅的な知見を得ることで、リン観測を軸とした宇宙生物学の新しい分野を開拓する。
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| 研究実績の概要 |
リンはDNAや細胞壁などの材料で、生命必須元素のひとつである。その起源は超新星爆発にまでさかのぼるが、超新星残骸におけるリンの観測データは乏しく、リンの生成メカニズムや生成量はよく理解されていない。本研究はリンの近赤外[PII]輝線に着目し、狭帯域フィルターを用いた超新星残骸のリン輝線マッピングおよび分光フォローアップ観測を行い、超新星爆発によるリン生成について探る。
南アフリカ望遠鏡IRSFと広島大学「かなた」望遠鏡を用いて、北天と南天の超新星残骸26天体を観測した。この観測では専用の狭帯域フィルターを用いて、[PII]輝線および鉄の[FeII]輝線の広域マッピングを行った。観測の結果、26天体中5天体から[PII]輝線を検出した。さらに[PII]/[FeII]輝線強度比からリン/鉄の存在比を調べたところ、Cassiopeia AとCrab Nebulaでは、超新星起源のリン/鉄組成比が天体間で有意に異なり、さらに放出されたリンの空間分布にも異方性があることが示唆された。
本研究で5天体から[PII]輝線を検出したが、星間物質を起源とするリンが混入している可能性がある。超新星爆発を起源とする場合、ガスの速度は1000 km/s以上が期待されるため、超新星爆発に伴うリン生成を正しく評価するには、輝線の速度測定から超新星起源のリンを同定する必要がある。この分光観測を行うため、IRSF専用分光器の開発を進めた。具体的には、本装置で用いる検出器の各種パラメータを測定し、本観測を行ううえで十分な感度・ノイズ特性を有することを確認した。これと並行して分光光学系を組み上げ、望遠鏡からの光を模擬した光源を用いて、光学系の評価試験を進めた。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
既存の観測装置を用いた輝線マッピング観測により、超新星残骸のリン生成についていくつかの新しい知見を得ることができた。一方、当初の予定では、当該年度内にIRSF専用分光器を完成させ、観測を始める予定だった。しかし、検出器の評価試験のために開発した読み出し回路のノイズが予想より高く、測定セットアップの改善に時間を要したため、本装置の開発が予定より遅れることとなった。以上の理由によりやや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
IRSF専用分光器の開発について、検出器評価のための測定セットアップの構築、および検出器のパラメータ測定は一通り終えたため、分光光学系の光学調整および評価を進める。具体的には、これまでの開発により、本装置が期待される波長分解能を視野中心で有することは確認したものの、視野の端ではまだ波長分解能が期待される値より低い。この原因として、光学素子の配置が設計通りでないことが考えられるため、これを改善し、全視野で設計通りの性能を有することを確認する。また、スリットビュワー光学系を実装して、本装置を完成させる。すでに得られているリン輝線マップをもとに観測領域を選定して、北天および南天から超新星残骸の分光観測を行い、超新星爆発を起源とするリンを見つけ出す。
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