ALMAによる太陽型原始星の化学進化の探究

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25400223
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 坂井 南美 国立研究開発法人理化学研究所, 坂井星・惑星形成研究室, 准主任研究員 (70533553)
• 研究分担者: 山本 智 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80182624)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 電波天文学 / 星間分子 / 星形成 / 惑星起源

研究実績の概要

本研究では、太陽型原始星(低質量原始星)の形成現場における化学組成とその進化の解明に取り組んだ。IRAM30 m望遠鏡、野辺山45 m望遠鏡などの単一口径電波望遠鏡を用いて、ペルセウス座分子雲複合体にある原始星37天体に対する化学サーベイを行った結果、炭素鎖分子が豊富に存在するWCCC(Warm-Carbon-Chain)天体と飽和大型有機分子が豊富なHot Corino天体は、化学的多様性の両極端に位置する特徴の天体であることが明らかになった。ほとんどの天体はこれら両方の天体の化学組成を合わせた”中間的”天体であり、天体によってどちらのケースに近いかは大きく異なっていた。炭素鎖分子と飽和大型有機分子の量の比で、天体によって100倍以上もの違いがあり、同じ分子雲の中でも非常に大きな化学的多様性があることを明らかにした。さらに、これらの37天体を、100 AUスケールの高空間分解能で調べる観測をALMA望遠鏡に提案し、採択された。一方で、代表的WCCC天体L1527において原始星から100AUの距離で発見された、遠心力バリアでの劇的化学変化について、他の原始星天体でも存在するかを調べた。その結果、進化の進んだClassI天体でありながら化学組成がL1527と同様のTMC-1Aで遠心力バリアの存在を確認すると共に、そこでは同様の化学変化も起こっていることが明らかになった。遠心力バリア、およびそこでの化学変化が、より普遍的に起こりえる現象であることを示した。

研究成果

• [国際共同研究] CNRS(France)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CNRS
• [雑誌論文] Spectral Line Survey toward Molecular Clouds in the Large Magellanic Cloud (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura, Takashi Shimonishi, Yoshimasa Watanabe, Nami Sakai, Yuri Aikawa, Akiko Kawamura, and Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 818 ページ: 161
  • DOI: doi:10.3847/0004-637X/818/2/161
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Implication of Formation Mechanisms of HC5N in TMC-1 as Studied by 13C Isotopic Fractionation (2016)
  • 著者名/発表者名: Kotomi Taniguchi, Hiroyuki Ozeki, Masao Saito, Nami Sakai, Fumitaka Nakamura, Seiji Kameno, Shuro Takano, Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 817 ページ: 147
  • DOI: doi:10.3847/0004-637X/817/2/147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subarcsecond Analysis of the Infalling-Rotating Envelope around the Class I Protostar IRAS 04365+2535 (2016)
  • 著者名/発表者名: Nami Sakai, Yoko Oya, Ana Lopez-Sepulcre, Yoshimasa Watanabe, Takeshi Sakai, Tomoya Hirota, Yuri Aikawa, Cecilia Ceccarelli, Bertrand Lefoch, Emmanuel Caux, Charlotte Vastel, Claudine Kahane, and Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 820 ページ: L34
  • DOI: doi:10.3847/2041-8205/820/2/L34
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The role of SiO as a tracer of past star-formation events: The case of the high-mass protocluster NGC 2264-C (2016)
  • 著者名/発表者名: Ana Lopez-Sepulcre, Yoshimasa Watanabe, Nami Sakai, Ryuta Furuya, Osamu Saruwatari, and Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methanol in the Starless Core, Taurus Molecular Cloud-1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Soma, Nami Sakai, Yoshimasa Watanabe, and Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 802 ページ: 74
  • DOI: doi:10.1088/0004-637X/802/2/74
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Kento Yoshida, Nami Sakai, Tomoya Tokudome, Ana Lopez-Sepulcre, Yoshimasa Watanabe, Shuro Takano, Bertrand Lefloch, Cecilia Ceccarelli, Rafael Bachiller, Emmanuel Caux, Charlotte Vastel, and Satoshi Yamamoto (2015)
  • 著者名/発表者名: Kento Yoshida, Nami Sakai, Tomoya Tokudome, Ana Lopez-Sepulcre, Yoshimasa Watanabe, Shuro Takano, Bertrand Lefloch, Cecilia Ceccarelli, Rafael Bachiller, Emmanuel Caux, Charlotte Vastel, and Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 807 ページ: 66
  • DOI: doi:10.1088/0004-637X/807/1/66
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Probing the effects of external irradiation on low-mass protostars through unbiased line survey (2015)
  • 著者名/発表者名: Lindberg, J. E., Jorgensen, J. K., Watanabe, Y., Bisschop, S. E., Sakai, N., and Yamamoto, S
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 584 ページ: 28
  • DOI: DOI: 10.1051/0004-6361/201526222
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Geometric and Kinematic Structure of the Outflow/Envelope System of L1527 Revealed by Subarcsecond-Resolution Observation of CS (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoko Oya, Nami Sakai, Bertrand Lefloch, Ana Lopez-Sepulcre, Yoshimasa Watanabe, Cecilia Ceccarelli, and Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 812 ページ: 59
  • DOI: doi:10.1088/0004-637X/812/1/59
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] OH 18 cm Transition as a Thermometer for Molecular Clouds (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Ebisawa, Hiroshi Inokuma, Nami Sakai, Karl M. Menten, Hiroyuki Maezawa, and Satoshi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 815 ページ: 13
  • DOI: doi:10.1088/0004-637X/815/1/13
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Centrifugal Barrier of Infalling-Rotating Envelope around the Class I Protostar IRAS 04365+2535 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂井南美
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 首都大学(東京都)
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] Disks and Outflow System in Low-Mass Protostellar Sources (2015)
  • 著者名/発表者名: Nami Sakai and Yoko Oya
  • 学会等名: Protoplanetary Disk Dynamics and Planet Formation
  • 発表場所: JAMSTEC, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2015-09-29 – 2015-10-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ペルセウス座分子雲の原始星天体に対する重水素濃縮度のサーベイ観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井 宗明
  • 学会等名: 星形成の諸階層 - 銀河から惑星まで
  • 発表場所: フォレスト箱根（神奈川県）
  • 年月日: 2015-09-14 – 2015-09-16
• [学会発表] Unbiased Chemical Survey of Protostellar Sources in Perseus (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂井南美
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫県）
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] Class 0原始星IRAS 16293-2422におけるエンベロープの速度構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大屋瑶子
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫県）
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] Observational Studies on Molecular Evolution in Star and Planet Forming Regions (2015)
  • 著者名/発表者名: Nami Sakai
  • 学会等名: 6th International Workshop on Electrostatic Storage Devices
  • 発表場所: Tokyo Metropolitan University, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-06-08 – 2015-06-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Protostellar Disk Formation Traced by Chemistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Nami Sakai
  • 学会等名: 3rd DTA Symposium, The Origins of Planetary Systems: from the Current View to New Horizons
  • 発表場所: NAOJ, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-06-01 – 2015-06-04
  • 国際学会 / 招待講演