原始惑星系の化学的多様性とその進化

2017 年度 実績報告書

• 研究領域: 宇宙における分子進化：星間雲から原始惑星系へ
• 研究課題/領域番号: 25108005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山本 智 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80182624)
• 研究分担者: 坂井 南美 国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 主任研究員 (70533553) ; 酒井 剛 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20469604) ; 渡邉 祥正 筑波大学, 数理物質系, 助教 (20586929) ; 高野 秀路 日本大学, 工学部, 教授 (00222084) ; 廣田 朋也 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 助教 (10325764) ; 前澤 裕之 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00377780) ; 小嶋 崇文 国立天文台, 先端技術センター, 助教 (00617417)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• キーワード: 星形成 / 惑星系形成 / 星間物質 / 電波天文学 / 星間化学

研究実績の概要

昨年度に引き続き、星間分子雲から星・惑星系形成に至る過程での化学進化を電波望遠鏡による観測で精力的に探求した。特に、国際共同大型電波干渉計ALMAを用いて、原始星近傍の物理構造と化学組成の研究を進めた。主な成果は次の通りである。
①低質量星形成領域IRAS 16293-2422 Source Bについて、化学構造と速度構造をもとに回転落下エンベロープ、遠心力バリア、原始星円盤を切り分けることに成功し、原始星質量や持ち込まれる比角運動量の値を求めた。化学構造は、連星系の片方のコンポーネントであるIRAS 16293-2422 Source Aと同じであり、ホットコリノ天体の特徴が確認された。また、原始星円盤が正面を向いているにもかかわらず、原始星方向のスペクトル線がInverse P-Cygni プロファイルを示すことから、原始星円盤の厚みが数10 au以上あることを明らかにした。
②低質量星形成領域L483について、原始星近傍から噴き出すアウトフローの速度構造を詳細に解析した。標準的アウトフローモデルとの比較により、原始星円盤の傾き角を決定するとともに、アウトフローの回転の兆候を見出した。回転落下ガスからの角運動量の抜き取りは星形成過程における重要な問題であり、その兆候が見られたことは大きな意義がある。
③中質量原始星連星NGC2264 CMM3について、連星系をなす2つの原始星の化学組成が大きく異なっていることを示した。これは、我々が以前に報告したNGC1333 IRAS4Aの連星系についての結果と類似するが、①で述べた結果とは異なる。このことは、化学組成をもとに連星系の形成過程を探ることができる可能性を示しており、化学診断の新たな可能性として注目される。
これらの新たな成果を昨年度までの成果と併せることで、星・惑星に伴う物理・化学進化の描像と、その多様性が明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Chemical and Physical Picture of IRAS 16293--2422 Source B at a Sub-arcsecond Scale Studied with ALMA (2018)
  • 著者名/発表者名: Oya Yoko
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 854 ページ: 96 (19pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaa6c7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complex Organic Molecules in Taurus Molecular Cloud-1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Soma Tatsuya
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 854 ページ: 116 (11pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaa70c
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of Striking Difference of Molecular-emission-line Richness in the Potential Proto-binary System NGC 2264 CMM3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Yoshimasa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 847 ページ: 108 (8pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa88b6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular-cloud-scale Chemical Composition. II. Mapping Spectral Line Survey toward W3(OH) in the 3 mm Band (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Yoshimasa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 845 ページ: 116 (30pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa89e5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 低質量原始星形成領域における硫黄関連分子のサーベイ観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大屋 瑶子
  • 学会等名: 天文学会2018年春季年会
• [学会発表] OH 18 cm 線で探るPipe nebulaの構造形成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 海老澤 勇治
  • 学会等名: 天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 星形成領域L1527におけるH2COの重水素化物のALMA観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉田 健人
  • 学会等名: 天文学会2018年春季年会
• [学会発表] ペルセウス座分子雲での重水素濃縮度のサーベイ (2018)
  • 著者名/発表者名: 今井 宗明
  • 学会等名: 天文学会2018年春季年会
• [学会発表] Class 0 低質量原始星 IRAS 15398-3359 の円盤形成領域における化学的構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大小田 結貴
  • 学会等名: 天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 0.9 THz帯超伝導HEBミクサにおけるAlNバッファ層の影響の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹ヶ原 諒貴
  • 学会等名: 天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 星間雲の階層構造と化学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本 智
  • 学会等名: 2017年度「物質階層の原理を探求する統合的実験研究」研究報告会
  • 招待講演
• [学会発表] A New Terahertz Emission Spectrometer at RIKEN (2017)
  • 著者名/発表者名: Chiba Yutaro
  • 学会等名: 34th International Symposium on Free Radicals
  • 国際学会
• [学会発表] A New Emission Spectrometer at RIKEN (2017)
  • 著者名/発表者名: Chiba Yutaro
  • 学会等名: Laboratory Astrophysics Workshop 2017
  • 国際学会
• [学会発表] L483: Warm carbon-chain chemistry source harboring Hot Corino activity (2017)
  • 著者名/発表者名: Oya Yoko
  • 学会等名: Symposium ``Evolution of Molecules in Space''
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Class 0-I低質量原始星天体の円盤形成領域における化学的多様性とその変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大屋 瑶子
  • 学会等名: 宇宙生命計算科学連携拠点第3回ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] 数10 auスケールで見たClass 0-I低質量原始星天体の物理的・化学的構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大屋 瑶子
  • 学会等名: 基研研究会「原始惑星系円盤」
• [学会発表] Class 0低質量原始星コアL483に付随するアウトフローの回転構造の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大屋 瑶子
  • 学会等名: 天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] HCL2領域の直線構造におけるOH 18 cm線の吸収線の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 海老澤 勇治
  • 学会等名: 天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 星形成領域におけるH2COの13C同位体比の観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田 健人
  • 学会等名: 天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 孤立した星形成領域での炭素鎖分子形成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今井 宗明
  • 学会等名: 天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] Class 0 低質量原始星 IRAS 15398-3359 の円盤・エンベロープ構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大小田 結貴
  • 学会等名: 天文学会2017年秋季年会