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光学炭素星の可視域スペクトル中に、これまで知られていなかった星周C_2分子スワンバンド吸収線群が岡山天体物理観測所の188cm望遠鏡と高分散分光器HIDESにより発見された。その発見を受け、本研究では多数の光学炭素星に系統的に星周C_2分子吸収線群を探査し、定量的な解析によりその観測特性を検討した。合計で44星のサンプルを得て、うち17星で明瞭な星周C_2分子吸収線を検出した。その結果、この星周C_2吸収線群は中心星の温度が2800Kより低く、大気中の炭素の数が酸素の数の1.1倍以上ある星に見出された。質量放出流の視線速度が最高〜20m/sというかつて無い高精度で測定できた。励起温度の解析から、中心星から半径の数十倍から百倍前後の場所にそのC_2分子ガスが存在していると推定された。推定されたC_2分子の存在量から、観測された星周C_2分子は質量放出流中のC_2H_2分子が星間放射場により光解離して生成されたものと考えられる。これらの結果により、星の半径の数十倍から百倍(〜10^<15>cm)の領域を可視域から観測的に探る一つの可能性が開けた。これら天体における炭素同位体比の独立な決定、ミラ型変光星への研究の展開が今後の課題である。一方、炭素星における星周層起源の多原子分子吸収線、酸素過多星における同様の星周層起源の分子吸収線は検出することができなかった。また、シリケイト炭素星BM Gemの紫〜青領域でバルマーとパッシェンの連続光放射とP-Cyg型のバルマー系列線を発見した。エネルギー収支の解析から、BM Gemには伴星があり、伴星の降着円盤が形成され、その中心部付近から高速流が流れ出していると考えて矛盾の無いことが明らかになった。この結果から、シリケイト炭素星の起源には、伴星の存在が重要な役割を果たしていると考えられることを明らかにした。
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