星間分子の新しい重水素濃集メカニズム:極低温星間塵表面反応

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19340167
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 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, 准教授 (50271531)
• 研究分担者: 日高 宏 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00400010)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 重水素濃集 / 星間塵 / 極低温表面反応

研究概要

星間分子の重水素濃集プロセスとして研究代表者らが提唱している極低温星間塵表面反応を, 実験により定量的に評価した. 特に, 高度な重水素濃集が観測で確認されているホルムアルデヒド, メタノールの重水素化表面反応に焦点をあて, 重要な反応経路について実効的な反応速度定数を決定し, 上記分子種に関する重水素濃集の星間塵表面反応ネットワークを完成させた.

研究成果

• [雑誌論文] Ice surfacereactions : A key to chemical evolution in space (2008)
  • 著者名/発表者名: Naoki Watanabe & Akira Kouchi
  • 雑誌名: Prog. Surf. Sci. 83 ページ: 439-489
  • 査読あり
• [雑誌論文] Release of hydrogen moleculesfrom the photodissociation of amorphous solidwater and polycrystalline ice at 157 and 193 nm (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yabushita, T. Hama, D. Iida, N. Kawanaka, M. Kawasaki, N. Watanabe, M. N. R. Ashfold, & H-P. Loock
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 129 ページ: 044501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of energypartitioning in H_2 formation by photolysis ofamorphous water ice (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yabushita, T. Hama, D. Iida, N. Kawanaka, M. Kawasaki, N. Watanabe, M. N. R. Ashfold, & SH-P. Loock
  • 雑誌名: Astrophys. J. 682 ページ: 69-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of hydrogen peroxide and water fromthe reaction of cold hydrogen atoms with solidoxygen at 10 K (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Miyauchi, H. Hidaka, T. Chigai, A.Nagaoka, N. Watanabe, A. Kouchi
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 456 ページ: 27-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural effects of ice grainsurfaces on the hydrogenation of CO at lowtemperatures (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka, N. Miyauchi, A. Kouchi &N. Watanabe
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 456 ページ: 36-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laboratory Simulation of Competition betweenHydrogenation and Photolysis in the ChemicalEvolution of H2O-CO Ice Mixtures (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe, O. Mouri, A. Nagaoka, T. Chigai,A. Kouchi & V. Pirronello
  • 雑誌名: Astrophys. J. 668 ページ: 1001-1011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature, composition, and hydrogenisotope effect in the hydrogenation of CO at 10-20 K (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka, A. Kouchi & N. Watanabe
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 126 ページ: 204707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective rate constants for the surface reactionbetween solid methanol and deuterium atoms at10 K (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Nagaoka, N. Watanabe, & A. Kouchi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 111 ページ: 3016-3028
  • 査読あり
• [雑誌論文] アモルファス氷星間塵 : 宇宙における化学進化の舞台 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡部直樹, 香内晃, 毛利織絵, 長岡明宏, 日高宏
  • 雑誌名: J. Vac. Soc. Jpn. (真空) 50 ページ: 282-290
  • 査読あり
• [学会発表] 分子雲における表面原子反応による分子進化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 香内晃, 渡部直樹, 他
  • 学会等名: アストロバイオロジーワークショップ2008
  • 発表場所: 葉山, 神奈川
  • 年月日: 20081220-21
• [学会発表] 極低温表面原子反応O2+Hによる水分子生成 -アモルファス氷の触媒効果- (2008)
  • 著者名/発表者名: 大場康弘, 宮内直弥, 日高宏, 他
  • 学会等名: 日本惑星科学会秋季講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20081101-03
• [学会発表] Experimental approach tograin surface reactions of hydrogenationand deuterium atoms grain surface reactions of hydrogenation and deuterium atoms (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe
  • 学会等名: International Lorentz Center Workshop : InterstellarSurfaces : From Laboratory to Models
  • 発表場所: Leiden Univ., The Netherlands
  • 年月日: 20081005-10
• [学会発表] Effective rateconstants for H-D substitution reactions inmethanol on the surface at 10 K (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe et.al.
  • 学会等名: Workshop for Interstellar Matter
  • 発表場所: Hokkaido Univ
  • 年月日: 20080904-06
• [学会発表] Laboratory simulationof competition between hydrogenation andphotolysis in the chemical evolution of H2O-CO ice mixtures (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe et.al.
  • 学会等名: Workshop forInterstellar Matter
  • 発表場所: Hokkaido Univ
  • 年月日: 20080904-06
• [学会発表] Structural effects of icygrain surfaces in CO hydrogenation at alow temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka et.al.
  • 学会等名: Workshop forInterstellar Matter
  • 発表場所: Hokkaido Univ
  • 年月日: 20080904-06
• [学会発表] H-D substitutionreactions of formaldehyde on icy grainsurfaces at low temperatures (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka et.al.
  • 学会等名: Workshop for Interstellar Matter
  • 発表場所: Hokkaido Univ
  • 年月日: 20080904-06
• [学会発表] H-Dsubstitution reactions of formaldehyde onicy grain surfaces at low temperatures (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Oba, N. Miyauchi, H. Hidaka et.al.
  • 学会等名: Workshop for Interstellar Matter
  • 発表場所: Hokkaido Univ
  • 年月日: 20080904-06
• [学会発表] 低温ホルムアルデヒド表面における水素・重水素原子交換反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高宏, 他
  • 学会等名: 第7回水素量子アトミクス研究会
  • 発表場所: 新潟大
  • 年月日: 2008-11-21
• [学会発表] 星間空間における化学進化と低温氷表面反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡部直樹
  • 学会等名: 原子衝突研究協会第33回研究会
  • 発表場所: 北海道大
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] 低温固体表面におけるホルムアルデヒドのH-D交換反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高宏, 他
  • 学会等名: 原子衝突研究協会第33回研究会
  • 発表場所: 北海道大
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] 低温アモルファス氷上表面原子反応による水分子生成機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮内直弥, 日高宏, 他
  • 学会等名: 原子衝突研究協会第33回研究会
  • 発表場所: 北海道大
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] 星間塵氷マントル生成 : 水素原子-酸素分子表面反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮内直弥, 大場康弘, 日高宏, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2008-05-25
• [学会発表] Grain surface chemistry fractionation routes (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe
  • 学会等名: The MolecularUniverse : an International Meeting on Physics and Chemistry of the InterstellarMedium
  • 発表場所: Arcachon, France
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] The effects of icemorphology in hydrogenation of CO at lowtemperature ice surface (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka et.al.
  • 学会等名: The Molecular Universe : an International Meeting on Physics and Chemistry of the InterstellarMedium
  • 発表場所: Arcachon, France
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] 低温氷表面での水素原子付加反応-アモルファスと結晶による違い- (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高宏, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大, 大阪
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 低温酸素固体表面への水素原子付加反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮内直弥, 大場康弘, 日高宏, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大, 大阪
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 水素原子付加反応による水分子生成機構 -アモルファス氷の触媒的効果- (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮内直弥, 日高宏, 他
  • 学会等名: 第7回水素量子アトミクス研究会
  • 発表場所: 新潟大
  • 年月日: 2007-11-21
• [学会発表] UV光によるH_2O氷のアモルファス化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高遠徳尚, 長岡明宏, 渡部直樹, 香内晃
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 岐阜大
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] Laboratory study of chemical processes on interstellar ice grains (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe et.al.
  • 学会等名: Extraterrestrial ice, IUGG General Assembly
  • 発表場所: Perugia, Italy
  • 年月日: 2007-07-11
• [学会発表] UV光による氷のアモルファス化の温度依存性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高遠徳尚, 長岡明宏, 渡部直樹, 香内晃
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] H_2O氷表面におけるCO分子-水素原子反応 : アモルファス氷vs. 結晶氷 (2007)
  • 著者名/発表者名: 日高宏, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] Chemicalevolution of CO molecule on interstellar grainsurfaces : Photolysis vs. Hydrogenation (2007)
  • 著者名/発表者名: 長岡明宏, 渡部直樹, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] Evolution of CO molecule on ice covered grains (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe
  • 学会等名: nternational Astrophysics and Astrochemistry Meeting : Molecules in Space & Laboratory
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2007-05-14
• [学会発表] The structural effects ofice grain surfaces on the hydrogenation at lowtemperatures (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka et.al.
  • 学会等名: International Astrophysics and Astrochemistry Meeting : Molecules in Space & Laboratory
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2007-05-14