密度汎関数理論に基づく宇宙鉱物学へのアプローチ

• 研究課題/領域番号: 26610043
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 尾中 敬 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30143358)
• 研究協力者: Joblin Christine Instite de Recherche en Astrophysique, 主任研究員 ; Pathak Amit Tezpur University, 物理学科, 准教授 ; Wu Roni Paris Observatory, 研究員 ; Swami Mahadevappa Naganathappa Gitam University, 物理学科, 助教
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 星間塵 / 宇宙鉱物学 / 赤外線観測 / 密度汎関数理論 / 星間物理学

研究成果の概要

多くの天体に見られる結晶質鉱物の微細構造赤外線バンドから、その物質構造、組成の推定が可能となることが期待され、宇宙鉱物学（astromineralogy）が提唱された。しかし、これまでのところ振動モードについての理論的な基礎付けがなされていないため、観測データの解釈は実験室データとの経験的な比較にとどまり、その発展は限定的であった。本研究では密度汎関数理論(DFT)を用いた数値計算を行い、天体に見られる鉱物の振動モードを計算し、観測との比較を行う基礎を得た。またDFT計算を有機物質にも適用し、重水素含有量の推定を行い、従来提唱されている仮説より１桁低い値を導いた。

研究成果

• [国際共同研究] Tezpur University/Gitam University(インド)
• [国際共同研究] Saclay Nuclear Research Center/IRAP/Paris Observatory(フランス)
• [国際共同研究] Tezpur University(India)
• [雑誌論文] Deuterated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Revisited (2016)
  • 著者名/発表者名: Doney, K., D., Candian, A., Mori, T., Onaka, T., and Tielens, A. G. G. M.,
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 586 ページ: A65-A65
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201526809
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Concurrent Formation of Carbon and Silicate Dust in Nova V1280 Sco (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakon, I., Sako, S., Onaka, T., Nozawa, T., Kimura, Y., Fujiyoshi, T., Shimonishi, T., Usui, F., Takahashi, H., Ohsawa, R., Arai, A., Uemura, M., Nagayama, T., Koo, B-C., and Kozasa, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 817 号: 2 ページ: 145-167
  • DOI: 10.3847/0004-637x/817/2/145
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mid-infrared vibrational study of deuterium-containing PAH variants (2016)
  • 著者名/発表者名: Buragohain, M., Pathak, A., Sarre, P., Onaka, T., & Sakon, I.
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 133 ページ: 97-106
  • DOI: 10.1016/j.pss.2016.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Organic dust in galaxies (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 雑誌名: Journal of Physics Conference series 巻: 728
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Variations in the 3.3 micron mete feature and carbonaceous dust in AKARI data, (2015)
  • 著者名/発表者名: Hammonds, M., Mori, T., Usus, F., and Onaka, T.
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 116 ページ: 73-83
  • DOI: 10.1016/j.pss.2015.05.010
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The mixed aliphatic/aromatic composition of evaporating very small grains in NGC 7023 viewed by the 3.4/3.3 micron meter ratio (2015)
  • 著者名/発表者名: Pilleri, P., Joblin, C., Boulanger, F., and Onaka, T.,
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 577 ページ: A16-A16
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201425590
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dust processing in the Carina nebula region (2015)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T., Mori, T. I., and Okada, Y.
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 116 ページ: 84-91
  • DOI: 10.1016/j.pss.2015.03.025
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Systematic Variations in CO2/H2O Ice Abundance Ratios in Nearby Galaxies Found with AKARI Near-Infrared Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, M., Kaneda, H., Ishiara, D., Oyabu, S., Onaka, T. Shimonishi, T., and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 807 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1088/0004-637x/807/1/29
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An overview of AKARI observations of the interstellar medium (2015)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 雑誌名: Asian Journal of Physics 巻: 24
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Theoretical study of deuteronated PAHs as carriers for IR emission features in the ISM, (2015)
  • 著者名/発表者名: Buragohain, M., Pathak, A., Sarre, P., Onaka, T., and Sakon, I.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 454 号: 1 ページ: 193-204
  • DOI: 10.1093/mnras/stv1946
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Near-Infrared Spectroscopy of the Diffuse Galactic Emission (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Onaka, I. Sakon, R. Ohsawa, T. I. Mori, H. Kaneda, M. Tanaka, Y. Okada, F. Boulanger, C. Joblin, and P. Pilleri
  • 雑誌名: Highlights in Astronomy 巻: 16 号: H16 ページ: 703-704
  • DOI: 10.1017/s1743921314012976
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] AKARI observations of mergers: PAH emission as a star-formation probe in tidal tails of galaxies (2017)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T., Nakamura, T., Sakon, I., Ohsawa, R., Wu, R., and Kaneda, H.
  • 学会等名: Star Formation and Nearby Galaxies with JWST
  • 発表場所: Caltech, U.S.A.
  • 年月日: 2017-01-18
  • 国際学会
• [学会発表] Dust in galaxies (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 学会等名: workshop University of ENS and University of Tokyo and
  • 発表場所: ENS, France
  • 年月日: 2016-11-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] AKARI results on PAH emission (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 学会等名: The Past and Future of AstroPAH Research
  • 発表場所: Noordwijk, The Netherlands
  • 年月日: 2016-10-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Deuterated organic dust in space (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T., Mori, T., and Sakon, I.
  • 学会等名: The 9th meeting on Cosmic Dust
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2016-08-15
  • 国際学会
• [学会発表] AKARI mid-infrared all-sky survey: A New PAH emission map (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 学会等名: AME workshop 2016,
  • 発表場所: ESTEC, The Netherlands
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] 星間ダストサイズ分布 (2016)
  • 著者名/発表者名: 尾中 敬
  • 学会等名: サイズ分布ビッグピクチャー研究会
  • 発表場所: 千葉工業大学スカイツリータウンキャンパス（東京都墨田区）
  • 年月日: 2016-02-11
  • 招待講演
• [学会発表] Interstellar ices as revealed by AKARI near-infrared spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T., Mori, T. I., Sakon, I., and Shimonishi, T.,
  • 学会等名: Cosmic Dust VIII
  • 発表場所: 千葉工業大学スカイツリータウンキャンパス（東京都墨田区）
  • 年月日: 2015-08-17
  • 国際学会
• [学会発表] Organic dust in galaxies, (2015)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 学会等名: The 11th Pacific Rim Conference on Stellar Astrophysics
  • 発表場所: Hong Kong, PR China
  • 年月日: 2015-08-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mid-infrared vibrational study of substituted PAHs: implications to aromatic infrared bands (2015)
  • 著者名/発表者名: Buragohain, M., Pathak, M., Sarre, P., Onaka, T., and Sakon, I.
  • 学会等名: Cosmic Dust VIII
  • 発表場所: T千葉工業大学スカイツリータウンキャンパス（東京都墨田区）
  • 年月日: 2015-08-17
  • 国際学会
• [学会発表] AKARI near-infrared spectroscopy of interstellar ice (2015)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T., Mori, T., Sakon, I., Shimonishi, T.
  • 学会等名: Focused Meeting 12, Bridging Laboratory Astrophysics and Astronomy, IAU General Assembly
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • 年月日: 2015-08-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] AKARI observations of dust processing in merger galaxies: NGC2782 and NGC7727 (2015)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T., Nakamura, T., Sakon, I., Ohsawa, R., Mori, T., Wu, R., Kaneda, H.
  • 学会等名: IAU Symposium 315, From Interstellar Clouds to Star-forming Galaxies: Universal Processes?
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • 年月日: 2015-08-03
  • 国際学会
• [学会発表] Near-infrared spectroscopy of galactic PDRs with AKARI (2015)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 学会等名: 30 years of PhotoDissociation Regions, A symposium to honor David Hollenbach's lifetime in science
  • 発表場所: Asilomar, California, U.S.A.
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Dust processing in the interstellar medium (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Onaka, Y. Okada, T. I. Mori, T. Nakamura, M. Hammonds, R. Wu, I. Sakon, and D. Ishihara
  • 学会等名: International Conference on Interstellar Dust, Molecules and Chemistry 2014
  • 発表場所: Tezpur, India
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-18
  • 招待講演
• [学会発表] Lifecycle of dust grains in the interstellar medium (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Onaka
  • 学会等名: The 7th meeting on Cosmic Dust
  • 発表場所: 大阪産業大学、大阪
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Processing of the Interstellar Medium as Divulged by AKARI (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Onaka
  • 学会等名: THE UNIVERSE IN THE LIGHT OF AKARI and Synergy with future Large Space Telescope
  • 発表場所: Oxford, U. K.
  • 年月日: 2014-07-09 – 2014-07-11
  • 招待講演