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振動励起状態に着目した星間有機分子ギ酸メチルのスペクトル線精密計測・解析

公募研究

研究領域新しい星形成論によるパラダイムシフト:銀河系におけるハビタブル惑星系の開拓史解明
研究課題/領域番号 19H05074
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関富山大学

研究代表者

小林 かおり  富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (80397166)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード星間分子 / 分子分光学 / 電波天文学 / マイクロ波分光 / データベース
研究開始時の研究の概要

高感度高分解能な電波干渉計による観測的研究の進展により、かなり複雑な有機分子の検出が容易になるとともに膨大な数のラインが観測されるようになった。これらのラインの由来となる分子、その温度や量を求めるためには実験室における分光測定データが標準として必要であるが現状は全く十分でない。今後の観測が期待されるアミノ酸のようなより複雑な生体分子のスペクトル線と見分けるためにも、実験室分光データを充実させることは喫緊の課題となっている。本研究で着目しているギ酸メチルは既に星間空間に1000本以上もスペクトル線が同定されているが、未解明の遷移が多数あり、今後、高い振動励起状態にある回転遷移の観測が期待できる。

研究実績の概要

電波干渉計の高感度化、高分解能化によって、膨大な数のラインが観測されるようになった。比較的簡単な有機分子の場合でも、解析に必要な実験室分光データが存在しないことが珍しくないため、その充実は喫緊の課題となっている。
本研究で特に注目するギ酸メチルは既に星間空間に振動励起状態にある回転遷移も含めて1000本以上もスペクトル線が同定されており、その解析によって星間空間での温度の同定等に役立つことも示されている。一方、実験室マイクロ波分光のスペクトルが非常に複雑であるため、量子準位の帰属がついているのは20%以下である。さらなるギ酸メチルの実験・解析の結果は、新たなプローブを与え、星間スペクトルのクリーンアップが可能とする。
本研究では低周波数領域で高い相対強度の信頼性と周波数決定精度を有するチャープパルス・フーリエ変換型マイクロ波(CP-FTMW)分光計による測定結果の相対強度を利用してアプローチしている。国内では本学のみに存在するCP-FTMW分光計は、これまで8-18 GHzまでの領域での回転スペクトル線の測定が可能であったが、新しいパワーアンプ、スイッチ等をの導入で26-40 GHz帯に拡張することができた。さらに従来型のマイクロ波分光計の測定は325 GHzまで測定を終えた。
これらのマイクロ波分光とシンクロトロン放射光を用いた高分解能赤外分光のデータの相互相関を利用してK=1, 2の順位へと解析を拡張することに成功した。この成果をまとめ、国際学会International Symposium on Molecular Spectroscopyに置いて報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of New Brunswick/University of Saskatchewan(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of New Brunswick/University of Saskatchewan(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of a vibrationally excited level in methyl formate through microwave and far-infrared spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Kaori、Sakai Yusuke、Fujitake Masaharu、Tokaryk Dennis W.、Billinghurst B.E.、Ohashi Nobukimi
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Physics

      巻: - 号: 6 ページ: 551-554

    • DOI

      10.1139/cjp-2019-0578

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] FAR-INFRARED AND MICROWAVE SPECTROSCOPY OF HCOOCH3 II2021

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kobayashi, Akio Itoh, Masaharu Fujitake, Nobukimi Ohashi, Dennis W. Tokaryk, and Brant E. Billinghurst
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Spectroscopy
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] チャープパルス・フーリエ変換型マイクロ波分光計の開発2020

    • 著者名/発表者名
      小林かおり
    • 学会等名
      新学術領域「星惑星形成」大研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波分子分光の進歩と、電波天文への応用2020

    • 著者名/発表者名
      小林かおり
    • 学会等名
      神戸大学分子フォトサイエンス研究センター研究会「高分解能分光の最近の進展と今後の展望~テラヘルツ波とのinterplay」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Toyama Microwave Atlas

    • URL

      http://moodle.sci.u-toyama.ac.jp/atlas/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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