「あかり」赤外線全天マップによるサブパーセクスケールの空間構造と星形成活動の解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01250
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 土井 靖生 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70292844)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 星間磁場構造 / 銀河系大局磁場

研究実績の概要

我々は、可視偏光観測データによる星間磁場の観測結果を、位置天文衛星Gaiaの測定した各々の星までの距離と組み合わせることで、星間物質、及びそこに付随する星間磁場の三次元構造を明らかに出来ることを示した(Doi et al. 2021, ApJ, 914, 122.)。この手法を援用し、銀河系渦巻き腕構造内部の磁場構造を、視線奥行き方向約1キロパーセクに亘って初めて明らかにした。観測の結果、磁場方位角と偏光度が、視線奥行き方向の距離に従って系統的に変化することを明らかにした。更にはGaiaの観測した星間減光の距離依存性から、視線奥行き方向に重なる5つの雲と、それらの雲に付随する磁場が観測データに反映していることを示した。この観測結果から、視線上の複数の磁場コンポーネントの重なり合いを解析することで、個々のコンポーネントを切り分けて取り出すことに成功した。
個々の磁場コンポーネントは、差し渡し10パーセク程度の観測領域内で各々非常に良く揃っており、これは磁場構造が、その典型的な空間スケールが10パーセクを上回る、非常に大きの空間スケールの構造であることを示す。一方各々のコンポーネントはそれぞれ銀河面に対し正負の方向に30°～60°大きく傾いて分布している。即ちこれまでの一般的な解釈とは異なり、銀河面内の磁場は、銀河面に垂直に分布することは寧ろ稀であり、大きなスケールの磁場が、距離に応じて銀河面から大きく傾いて分布するという全く新たな磁場構造の描像を示したことになる。銀河スケールの磁場構造について、これまで観測的には全く不明であった銀河面内の垂直方向の磁場方位角分布を、その空間スケールを含めて観測的に初めて明らかにした点で、これは画期的な観測成果と言える。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Harvard & Smithsonian(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Harvard & Smithsonian
• [国際共同研究] INPE/Universidade de Sao Paulo(ブラジル)
  • 国名: ブラジル
  • 外国機関名: INPE/Universidade de Sao Paulo
• [国際共同研究] National Research Council Canada/Queen's University/Universite de Montreal(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: National Research Council Canada/Queen's University/Universite de Montreal
• [国際共同研究] Radboud University(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: Radboud University
• [雑誌論文] JCMT BISTRO Observations: Magnetic Field Morphology of Bubbles Associated with NGC 6334 (2023)
  • 著者名/発表者名: Tahani Mehrnoosh、Bastien Pierre、Furuya Ray S.、Pattle Kate、Johnstone Doug、Arzoumanian Doris、Doi Yasuo、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 944 ページ: 139 (21pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/acac81
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First BISTRO Observations of the Dark Cloud Taurus L1495A-B10: The Role of the Magnetic Field in the Earliest Stages of Low-mass Star Formation (2023)
  • 著者名/発表者名: Ward-Thompson Derek、Karoly Janik、Pattle Kate、Whitworth Anthony、Kirk Jason、Berry David、Bastien Pierre、Ching Tao-Chung、Coud? Simon、Hwang Jihye、Kwon Woojin、Soam Archana、Wang Jia-Wei、Hasegawa Tetsuo、Lai Shih-Ping、Qiu Keping、Arzoumanian Doris、Doi Yasuo、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 946 ページ: 62 (12pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/acbea4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ペルセウス座分子雲に見るマルチスケールな星間磁場構造 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土井靖生
  • 雑誌名: 天文月報 巻: 115(10) ページ: 643～651
• [雑誌論文] 3D magnetic-field morphology of the Perseus molecular cloud (2022)
  • 著者名/発表者名: Tahani M.、Lupypciw W.、Glover J.、Plume R.、West J. L.、Kothes R.、Inutsuka S.、Lee M.-Y.、Robishaw T.、Knee L. B. G.、Brown J. C.、Doi Y.、Grenier I. A.、Haverkorn M.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 660 ページ: A97 (13pp)
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141170
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Orion A’s complete 3D magnetic field morphology (2022)
  • 著者名/発表者名: Tahani M.、Glover J.、Lupypciw W.、West J. L.、Kothes R.、Plume R.、Inutsuka S.、Lee M.-Y.、Grenier I. A.、Knee L. B. G.、Brown J. C.、Doi Y.、Robishaw T.、Haverkorn M.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 660 ページ: L7 (9pp)
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202243322
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The JCMT BISTRO Survey: A Spiral Magnetic Field in a Hub-filament Structure, Monoceros R2 (2022)
  • 著者名/発表者名: Hwang Jihye、Kim Jongsoo、Pattle Kate、Lee Chang Won、Koch Patrick M.、Johnstone Doug、Tomisaka Kohji、Whitworth Anthony、Furuya Ray S.、Kang Ji-hyun、Lyo A-Ran、Chung Eun Jung、Arzoumanian Doris、Park Geumsook、Kwon Woojin、Kim Shinyoung、Tamura Motohide、Doi Yasuo、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 941 ページ: 51 (19pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac99e0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The JCMT BISTRO-2 Survey: Magnetic Fields of the Massive DR21 Filament (2022)
  • 著者名/発表者名: Ching Tao-Chung、Qiu Keping、Li Di、Ren Zhiyuan、Lai Shih-Ping、Berry David、Pattle Kate、Furuya Ray、Ward-Thompson Derek、Johnstone Doug、Koch Patrick M.、Lee Chang Won、Hoang Thiem、Hasegawa Tetsuo、Kwon Woojin、Bastien Pierre、Eswaraiah Chakali、Doi Yasuo、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 941 ページ: 122 (21pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac9dfb
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Sagittarius銀河腕中の３次元磁場構造 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土井靖生
  • 学会等名: 天の川銀河研究会2022
• [学会発表] かなた偏光観測による星間磁場の三次元測定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土井靖生
  • 学会等名: かなた望遠鏡内部ミーティング2022
  • 招待講演
• [学会発表] 可視近赤外線偏光観測による銀河磁場探査 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中村謙吾, 川端弘治, 森文樹, 中岡竜也, 今澤遼, 土井靖生, 松村雅文, 笹田真人
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 「あかり」がとらえた遠赤外線全天画像中の黄道面付近ダストバンド構造とダ スト供給源小惑星族の推定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大坪貴文，土井靖生，他「あかり」チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] BISTRO Project Status (12) (2022)
  • 著者名/発表者名: 古屋玲, D. Arzoumanian, 犬塚修一郎, 井上剛志, 岩崎一成, 尾中敬, 片岡章雅, 川端弘治, 權靜美, 楠根貴成, 斎藤弘雄, 島尻芳人, 新永浩子, 瀬田益道, 田村元秀, 塚本祐介, 土井靖生, et al.
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] かなた望遠鏡可視偏光サーベイによる Sagittarius 銀河腕中の３次元磁場構造の観測 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土井靖生
  • 学会等名: 新学術領域「星・惑星形成」2022年度大研究会
• [学会発表] かなた望遠鏡可視偏光サーベイ : Sagittarius 銀河腕中の３次元磁場構造 (I) (2022)
  • 著者名/発表者名: 土井靖生, 中村謙吾, 川端弘治, 松村雅文, 秋田谷洋
  • 学会等名: 日本天文学会2023年春季年会
• [学会発表] 「あかり」遠赤外線全天観測による３つの黄道面付近ダストバンド構造の検出 と各ダストバンドの起源小惑星族の推定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大坪貴文、土井靖生
  • 学会等名: 日本天文学会2023年春季年会
• [学会発表] BISTRO Project Status (13) (2022)
  • 著者名/発表者名: 古屋玲, D. Arzoumanian, 犬塚修一郎, 井上剛志, 岩崎一成, 尾中敬, 片岡章雅, 川端弘治, 權靜美, 楠根貴成, 斎藤弘雄, 島尻芳人, 新永浩子, 瀬田益道, 田村元秀, 塚本祐介, 土井靖生, et al.
  • 学会等名: 日本天文学会2023年春季年会
• [備考] A home of AKARI FIR all-sky survey maps
  • URL: http://akari.c.u-tokyo.ac.jp/~doi/