星間塵表面における分子進化の解明：素過程からのアプローチ

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06087
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系; 数物系科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 渡部 直樹 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50271531)
• 研究分担者: 大場 康弘 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (00507535) ; 杉本 敏樹 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 准教授 (00630782) ; 中井 陽一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (30260194)
• 研究期間 (年度): 2017-04-25 – 2022-03-31
• キーワード: 地球外物質科学 / 分子進化 / 星間塵 / 星間化学物理 / 重水素農集

研究成果の概要

星間分子雲における分子進化の鍵を握る様々な星間塵表面化学物理素過程を、実験および量子化学計算を用いて明らかにした。独自の実験手法を開発することにより、これまで謎であった始原的有機分子、硫黄・燐含有分子等の生成・脱離過程、星間分子の重水素濃集過程、星間塵物質上での水素分子の核スピン転換機構などを解明した。また、各種顕微鏡を用いて星間塵表面物質である極低温氷表面の直接観測・分子拡散測定に世界で初めて成功した。

自由記述の分野

数物系科学、地球惑星科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

星間塵表面での化学物理プロセスは分子雲における初期分子生成・脱離・重水素濃集に主要な役割を果たしているが、その理解には推測による部分が多く残されていた。本研究で、さまざまな表面物質や表面構造、温度で系統的な実験を行うことにより、その理解を格段に深めることができた。また、新たな実験手法の開発や星間塵表面過程への量子化学計算の適用など、これまでの当該分野には無かったアプローチを確立した。