赤外観測および実験に基づく恒星終焉期のダスト形成過程の理解

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K03909
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 左近 樹 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (70451820)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 赤外線天文学 / 実験天文学 / 星間ダスト / 星間有機物

研究実績の概要

本研究は、星間空間および星周空間に存在する宇宙ダストを研究対象とし、それらの宇宙環境での生成／変成／破壊過程を含めた一生を探ると同時に、ダストの赤外線特性を理解し遠方の銀河の星間物理環境を診断する手法を構築する事を目標に、観測及び実験の両アプローチを組み合わせて遂行した。本研究では、宇宙ダストのうち特に有機物を含むダストの性質に焦点をあて、それらの赤外放射の性質の理解を目標とする研究を行なった。
特に実験的手法を通じて、新星の周囲で観測される塵の赤外線放射の性質を再現する窒素含有炭素質物質の合成に至り、その性質の詳細な分析から窒素をアミンの形態で含有する有機物の塵であるとの結論を得た(記者発表『新星爆発で生まれる有機物の塵の合成に成功』2021年8月26日：https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2021/7522/)。また、急冷炭素質物質の性質と始原的な太陽系の有機物と考えられ炭素質隕石物質中に含まれる不溶性有機物等との関連を探るため、国際宇宙ステーションきぼう実験棟簡易曝露実験装置ExHAMを用いて、実験生成有機物の宇宙曝露実験を行い、その回収試料の分析のための測定環境の整備を行うとともに、赤外およびX線による分析を実施した。さらに、本研究によって得られた星間有機物に対する知見を踏まえて、NASAが主導し検討を行なっているOrigins Space Telescopeの科学技術検討活動や次世代のスペース遠赤外線ミッションの検討活動につなげた。

研究成果

• [国際共同研究] NASA Ames Research Center/NASA Goddard Space Flight Center(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NASA Ames Research Center/NASA Goddard Space Flight Center
• [国際共同研究] Banaras Hindu University/Tezpur University(インド)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Banaras Hindu University/Tezpur University
• [雑誌論文] On the Nature of Organic Dust in Novae (2021)
  • 著者名/発表者名: Endo Izumi、Sakon Itsuki*、Onaka Takashi、Kimura Yuki、Kimura Seiji、Wada Setsuko、Helton L. Andrew、Lau Ryan M.、Kebukawa Yoko、Muramatsu Yasuji、Ogawa Nanako O.、Ohkouchi Naohiko、Nakamura Masato、Kwok Sun
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 917 ページ: 103～103
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac0cf1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mid-infrared spectrometer and camera for the Origins Space Telescope (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakon Itsuki、Roellig Thomas L.、Ennico-Smith Kimberly et al.
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 7 ページ: 011013 (27pp.)
  • DOI: 10.1117/1.JATIS.7.1.011013
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Theoretical study of infrared spectra of interstellar PAH molecules with N, NH, and NH2 incorporation (2021)
  • 著者名/発表者名: Vats Akant、Pathak Amit、Onaka Takashi、Buragohain Mridusmita、Sakon Itsuki、Endo Izumi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 74 ページ: 161～174
  • DOI: 10.1093/pasj/psab116
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of Two Infrared Objects with Strong Ice Absorption in the Akari Slitless Spectroscopic Survey of the Galactic Plane (2021)
  • 著者名/発表者名: Onaka Takashi、Kimura Tomoyuki、Sakon Itsuki、Shimonishi Takashi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 916 ページ: 75 (23pp.)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac0531
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Origins space telescope: from first light to life (2021)
  • 著者名/発表者名: Wiedner M. C.、et al.
  • 雑誌名: Experimental Astronomy 巻: 51 ページ: 595～624
  • DOI: 10.1007/s10686-021-09782-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Space Project for Astrophysical and Cosmological Exploration (SPACE), an ESA stand-alone mission and a possible contribution to the Origins Space Telescope (2021)
  • 著者名/発表者名: Burgarella Denis、et al.
  • 雑誌名: Experimental Astronomy 巻: 51 ページ: 625～660
  • DOI: 10.1007/s10686-021-09703-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Origins Space Telescope: trades and decisions leading to the baseline mission concept (2021)
  • 著者名/発表者名: Leisawitz David、et al.
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 7 ページ: 011014 (19pp.)
  • DOI: 10.1117/1.JATIS.7.1.011014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Study on the properties and the origin of organic dust in galaxies at high redshift (2022)
  • 著者名/発表者名: Itsuki Sakon
  • 学会等名: Astro2020 and IR Astrophysics: Planning for the Next Decade
  • 国際学会
• [学会発表] たんぽぽ 2QCC 曝露 (2022)
  • 著者名/発表者名: 左近 樹
  • 学会等名: ISAS 宇宙生命探査シンポジウム
  • 招待講演
• [備考] 新星爆発で生まれる有機物の塵の合成に成功
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2021/7522/
• [備考] 研究室の扉「新星で生まれる有機物の塵を作る」左近樹助教
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=0l7J8vFHraM