多波長観測による惑星質量天体（浮遊惑星）の研究:その形成と多様性の解明に向けて

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25870124
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 大朝 由美子 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (10397820)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 星惑星形成 / 褐色矮星 / 惑星質量天体 / 系外惑星 / 光赤外線天文学

研究実績の概要

太陽以外の恒星周囲に千を越す系外惑星系が見つかり、太陽系は宇宙の惑星系の標準ではなく多様な形態があることがわかってきた。特に、親星となる恒星を持たずに単独で存在する「単独惑星質量天体（浮遊惑星）」は応募者らが世界で初めて明らかにした新しい種類の天体であり、系外惑星の多様性を解明するためにその理解は重要である。しかし、光度が非常に小さく詳細な観測が少ないために、未解明な点が多い。
そこで、平成２６年度は、惑星質量天体の環境による頻度分布や形成の違いを調べるために、複数の星形成領域について深い近赤外測光観測，及びそのデータ解析を進めた。
（１）太陽の3倍重い中質量星が形成されているへび座分子雲の主コア約8分四方について、すばる8.2m望遠鏡による詳細な近赤外測光観測。約10000天体が検出され、光度や輻射比などを基に約1700の超低質量天体が同定された。電波観測との比較から、その多くが分子雲の低密度領域に存在すること、星の初期質量関数が環境によって異なる傾向が明らかになった。
（２）太陽程度の低質量星が形成されているへびつかい座分子雲の約0.9°四方について、イギリス3.8m赤外線望遠鏡による近赤外測光観測。検出された約98000天体のうち約2000の超低質量天体候補が同定された。惑星質量天体は分子雲密度によらず一様に分布する一方、褐色矮星は分子雲密度が高い領域に集中していることがわかった。また、その質量関数は低質量側に増加関数で表されることがわかった。
（３）太陽程度の低質量星が形成されているおおかみ座分子雲の約0.9°四方について、イギリス3.8m赤外線望遠鏡による近赤外測光観測。約95000天体が検出され、約1000の超低質量天体が同定された。(2)と同様に、惑星質量天体は一様に分布するのに比べ、褐色矮星は分子雲密度が高く、Tタウリ型星(低質量星)の近傍に存在することがわかった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまで進めてきた、大型望遠鏡による近赤外測光観測のデータ解析及びそれらを用いた議論はおおむね順調に進んでいる。
一方、比較として進める予定である、銀河面からやや離れて密度が低い分子雲領域を対象とした若い低質量星、褐色矮星や惑星質量天体の探査観測については、平成25，26年度ともにハワイ大学2.2ｍ望遠鏡に観測プロポーザルが採択されたが、望遠鏡の不具合と悪天候のため予定の半分程度しか観測が進んでいないという問題もある。

今後の研究の推進方策

次年度は、平成26年度までに予定された、環境の異なる低密度分子雲領域の惑星質量天体/褐色矮星の探査観測を実施し、未だ明らかでない高銀緯分子雲における超低質量天体形成を探る。
さらに、太陽の10倍以上重い大質量星形成領域における、超低質量天体の頻度分布や空間分布を探ると共に、同一分子雲複合体でも周囲の環境による違いがあるかを探るための観測/解析を進め、これまでの観測結果と比較考察し、超低質量天体の統計的性質を調べて、頻度分布の差異からその形成過程や環境を探る。

加えて、これらの観測/解析結果をとりまとめて、研究成果発表や論文投稿を行うとともに、各種講演や学内外の講義、雑誌記事やホームページなどを通じて、一般市民を対象とした研究成果の情報発信も積極的に推進していきたい。

次年度使用額が生じた理由

アメリカ・ハワイのマウナケア山頂にあるハワイ大学2.2望遠鏡を用いた、環境の異なる低密度分子雲領域における惑星質量天体/褐色矮星の分光探査観測について、観測プロポーザルが採択され、観測が予定されていたが、望遠鏡の不具合と一週間続いた悪天候により、やむを得ず中止となった。したがって、観測に赴くための旅費を次年度に繰り越す必要がある。

次年度使用額の使用計画

既にプロポーザルが採択され、次年度に実施予定の共同利用観測に赴くための旅費や、観測で取得したデータを解析するための環境の整備、研究成果発表のための旅費に充当する予定である。
加えて、相補的な観測を行うための装置物品の購入を予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Multi-wavelength Observations of the Black Widow Pulsar 2FGL J2339.6-0532 with OISTER and Suzaku (2015)
  • 著者名/発表者名: Yatsu, Y.; Kataoka, J.; Takahashi, Y.; Tachibana, Y.; Kawai, N.･･･Oasa,Y., OISTER Team
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 802 ページ: 84-94
  • DOI: 10.1088/0004-637X/802/2/84
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dust from Comet 209P/LINEAR during its 2014 Return: Parent Body of a New Meteor Shower, the May Camelopardalids (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro, M; Kuroda, D; Hanayama, H; Takahashi, J; Hasegawa, S; Sarugaku, Y; Watanabe, M; Imai, M; Goda, S; Akitaya, H; Takagi, Y; Morihana, K; Honda, S; Arai, A; Sekiguchi, K; Oasa, Y et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 798 ページ: 34-39
  • DOI: 10.1088/2041-8205/798/2/L34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation campaign for the near-Earth object 2012 DA_{14} in Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Urakawa, S.; Terai, T.; Takahashi, J.; Fujii, M.; Hanayama, H.; Yoshida, F.; Hoshi, H.; Sato, T.; Ushioda, K.; Oasa, Y.; Arai, A.; Honda, S.; Takagi, Y.; Itoh, Y.; Ishiguro, M.
  • 雑誌名: Proceedings of the conference "Asteroids, Comets, Meteors" 巻: 539 ページ: 539
• [雑誌論文] Disk dissipation timescale of pre-main sequence stars in Taurus (2014)
  • 著者名/発表者名: Takagi, Yuhei; Itoh, Yoichi; Oasa, Yumiko
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 66 ページ: 88-95
  • DOI: 10.1093/pasj/psu062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near-infrared polarimetry of the GG Tauri A binary system (2014)
  • 著者名/発表者名: Itoh, Yoichi; Oasa, Yumiko; Kudo, Tomoyuki; et al.
  • 雑誌名: Research in Astronomy and Astrophysics 巻: 14 ページ: 1438-1446
  • DOI: 10.1088/1674-4527/14/11/007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variable optical polarization during high state in gamma-ray loud, narrow-line Seyfert 1 galaxy 1H 0323+342 (2014)
  • 著者名/発表者名: Itoh, R; Tanaka, Y.; Akitaya, H; Uemura, M; Fukazawa, Y; Inoue, Y; Doi, A; Arai, A; Hanayama, H; Hashimoto, O; Hayashi, M; Izumiura, H; Kanda, Y; Kawabata, K; Kawaguchi, K; Kawai, N; Kinugasa, K; Kuroda, D; Miyaji, T; Moritani, Y; Morokuma, T; Murata, K.; Nagayama, T; Oasa, Y et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 66 ページ: 108-115
  • DOI: 10.1093/pasj/psu095
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] おおかみ座分子雲 I における超低質量天体形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大朝由美子、前原雄太、星久樹、佐藤太基
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] へびつかい座分子雲における若い惑星質量天体の探査観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大朝由美子、星久樹、伊藤洋一
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] 埼玉大学 55cm 望遠鏡観測システムの自動化と基本特性調査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石橋遥子 , 大朝由美子 , 潮田和俊 , 居倉聖 , 星久樹 , 佐藤太基 , 前原雄太、斉藤嘉彦、内海洋輔
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] 可視三色同時偏光撮像装置の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大朝由美子、潮田和俊、石橋遥子、居倉聖、木野勝
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] すばる望遠鏡戦略枠観測「 SEEDS 」による原始惑星系円盤および系外惑 星探査 V (2015)
  • 著者名/発表者名: 工藤智幸 , 田村元秀 , 臼田知史・・・大朝由美子他SEEDs/HiCIAO/AO188チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] すばる望遠鏡を用いたS106における若い褐色矮星・惑星質量天体の分光観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大朝由美子、高原佑典
  • 学会等名: 第１回 DTAシンポジウム「星形成領域および星団環境での惑星の形成と進化」
  • 発表場所: 国立天文台(東京都)
  • 年月日: 2014-09-29 – 2014-09-30
• [学会発表] すばる8.2m望遠鏡／MOIRCSを用いたへび座分子雲における若い超低質量天体の探査観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤太基、大朝由美子
  • 学会等名: 第１回 DTAシンポジウム「星形成領域および星団環境での惑星の形成と進化」
  • 発表場所: 国立天文台(東京都)
  • 年月日: 2014-09-29 – 2014-09-30
• [学会発表] へびつかい座分子雲における若い惑星質量天体の探査観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 星久樹、大朝由美子
  • 学会等名: 第１回 DTAシンポジウム「星形成領域および星団環境での惑星の形成と進化」
  • 発表場所: 国立天文台(東京都)
  • 年月日: 2014-09-29 – 2014-09-30
• [学会発表] 全国の大学生を対象とした天文分野の理解度調査報告 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大朝由美子，佐藤太基，前原雄太，塩田真彩，矢治健太郎
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光・赤外線天文学大学間連携による短期滞在実習プログラムの実施II (2014)
  • 著者名/発表者名: 大朝由美子、高橋隼、高木悠平、本田敏志、秋田谷洋、黒田大介、泉浦秀行、筒井寛典、関口和寛、橋本修、渡辺誠、諸隈智貴、斉藤嘉彦、村田勝寛 、野上大作、永山貴宏、光赤外線天文学大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 海外の天文教育との比較と大学生の天文分野における意識調査 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤太基、大朝由美子
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] へびつかい座分子雲に属する前主系列星の円盤進化タイムスケール (2014)
  • 著者名/発表者名: 高木悠平、伊藤洋一、新井彰、蔡承亨、大朝由美子
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Class-I 超低光度天体 L1709-5 に対する観測的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原 千穂美, 川辺 良平, 中村 文隆, 島尻 芳人, 大朝 由美子
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光赤外線大学間連携観測の円滑な遂行に向けた環境整備 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋田谷洋, 渡辺誠, 大朝由美子, 諸隈智貴, 斉藤嘉彦, 村田勝寛, 野上大作, 高橋隼, 永山貴宏, 黒田大介, 関口和寛, 光・赤外線天文学大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 短周期彗星209P/LINEARの光赤外線天文学大学間連携による観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石黒正晃、黒田大介、花山秀和、高橋隼、 高木悠平 、森鼻久美子、本田敏志、新井彰･･･大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 埼玉大学55cm望遠鏡観測システムの自動化と性能評価試験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石橋遥子，大朝由美子，潮田和俊，居倉聖，星久樹，佐藤太基，前原雄太，斉藤嘉彦，内海洋輔
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 大学間連携によるAGNジェットの多波長観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤亮介, 深沢泰司, 田中康之, 秋田谷洋, 川端弘治, 吉田道利, 植村誠, 森谷友由希, 上野一誠, 高木勝俊、渡辺誠, 大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光赤外線大学間連携を通じた矮新星観測とその成果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大島誠人, 野上大作, 加藤太一, 秋田谷洋, 川端弘治, 植村誠, 橋本修, 新井彰、花山秀和, 永山貴宏、坂田脩一郎, 大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 大学間連携望遠鏡によるガンマ線バーストの観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河合誠之、斎藤嘉彦、谷津陽一、黒田大介、花山秀和、柳澤顕史、大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光赤外線大学間連携による観測教育ネットワークOISTER (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒田大介, 関口和寛、渡辺誠, 大朝由美子, 諸隈智貴, 斉藤嘉彦, 村田勝寛, 野上大作, 高橋隼, 秋田谷洋, 永山貴宏, 光・赤外線天文学大学間連携観測チーム,
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 可視・近赤外撮像データに対する測光パイプラインの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 斉藤 嘉彦, 諸隈 智貴, 渡辺誠, 大朝由美子, 村田勝寛, 野上大作, 高橋隼, 秋田谷洋, 永山貴宏, 黒田大介, 関口和寛, 光・赤外線天文学大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光赤外線大学間連携OISTER チームによるNova Delphini 2013 = V339 Del のToO観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関口和寛, 神戸栄治, 柳澤顕史, 福井暁彦, 泉浦秀行, 黒田大介, 大朝由美子ほか 光・赤外線天文学大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光赤外大学間連携とかなた望遠鏡による Narrow Line Seyfert 1 Galaxy 1H~0323+342の可視観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中康之、伊藤亮介、秋田谷洋、植村誠、深沢泰司、井上芳幸、土居明広、大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] OISTER・すざくによる 2FGL J2339.6-0532の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷津陽一, 橘優太郎, 大内遥河, 有元誠, 斉藤嘉彦, 河合誠之・・大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光赤外線大学間連携におけるIc型超新星SN 2013geの初期観測報告 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山中雅之(甲南大学), 川端弘治, 高木勝俊, 秋田谷洋・・大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光赤外線大学間連携における超新星爆発のToO観測状況報告II (2014)
  • 著者名/発表者名: 山中雅之(甲南大学), 川端弘治, 高木勝俊, 秋田谷洋・・大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 若い小惑星族の高速自転小惑星候補の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田二美, Z.-Y.Lin, O.A.Burkhonov,Sh.A.Egamberdiyev,K.E.Ergashev・・大朝由美子ほか光赤外線大学間連携観測チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学(山形県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 星・惑星形成分野の将来展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高見道弘、大朝由美子ほか2020年代の光赤外線天文学星惑星系形成チーム
  • 学会等名: 光赤外分野の展望～将来計画検討書中間報告
  • 発表場所: 国立天文台(東京都)
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [学会発表] Free Floating Planets and Initial Masss Functions (2014)
  • 著者名/発表者名: Yumiko Oasa
  • 学会等名: 12th Asia-Pacific Regional IAU Meeting (APRIM2014)
  • 発表場所: Dejeon(大韓民国)
  • 年月日: 2014-08-18 – 2014-08-22
  • 招待講演
• [学会発表] UH88望遠鏡日本人時間の報告と今後の運用方針について (2014)
  • 著者名/発表者名: 大朝由美子
  • 学会等名: 2014年度岡山ユーザーズミーティング(第25回光赤外ユーザーズミーティング)
  • 発表場所: 国立天文台(東京都)
  • 年月日: 2014-08-11 – 2014-08-12
• [学会発表] Observation campaign for the near-Earth object 2012 DA_{14} in Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Urakawa, S.; Terai, T.; Takahashi, J.; Fujii, M.; Hanayama, H.; Yoshida, F.; Hoshi, H.; Sato, T.; Ushioda, K.; Oasa, Y.; Arai, A.; Honda, S.; Takagi, Y.; Itoh, Y.; Ishiguro, M.
  • 学会等名: Asteroids, Comets, Meteors 2014
  • 発表場所: Helsinki(フィンランド)
  • 年月日: 2014-06-30 – 2014-07-04
• [図書] 月刊天文ガイド『14ばんめの月』毎月連載 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大朝由美子
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: 誠文堂新光社
• [図書] 超・宇宙を解く―現代天文学演習 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福江 純, 沢 武文、大朝由美子、高橋真聡、濤崎智佳、松本桂
  • 総ページ数: 294(93-97,169-179,243-247,260-265)
  • 出版者: 恒星社厚生閣
• [図書] 天文宇宙検定公式問題集 3級 星空博士〈2014~2015年版〉 (2014)
  • 著者名/発表者名: 天文宇宙検定委員会(大朝由美子他)
  • 総ページ数: 178
  • 出版者: 恒星社厚生閣
• [図書] 天文宇宙検定公式問題集 2級 銀河博士〈2014~2015年版〉 (2014)
  • 著者名/発表者名: 天文宇宙検定委員会(大朝由美子他)
  • 総ページ数: 186
  • 出版者: 恒星社厚生閣
• [図書] 天文宇宙検定公式問題集 1級 天文宇宙博士〈2014~2015年版〉 (2014)
  • 著者名/発表者名: 天文宇宙検定委員会(大朝由美子他)
  • 総ページ数: 144
  • 出版者: 恒星社厚生閣