「あかり」近赤外線分光データに基づく氷の変性過程の研究

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 宇宙における分子進化：星間雲から原始惑星系へ
• 研究課題/領域番号: 16H00934
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 尾中 敬 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30143358)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 星間物理 / 星間塵 / 赤外線観測

研究実績の概要

本年度は、まずIRC分光データの波長較正を改善し、より精度の高い波長較正を得たスペクトルの導出を可能とした。これに基づき、「あかり」IRCの銀河面星生成領域を中心とした近赤外線スペクトルの解析を進めた。この中で、Extended Green Object (EGO)と呼ばれる4ミクロン帯に超過放射のある一つの天体の解析を行い、一酸化炭素(CO)の基底振動遷移輝線がこの超過の原因であることを明らかにした。また輝線を生じているガスには水素が少ないことが示めされ、同時にCOの輝線が1000km/sを超える速度で青色偏移していることが示唆された。これらの特徴は超新星残骸Cas Aでみられたスペクトルの特徴と類似しており、この天体が超新星残骸である可能性が示唆される。しかし、当該の領域には電波で超新星残骸の兆候がみられるものの、赤外線の分布には超新星残骸とみられる構造的な特徴はなく、本天体の同定はさらに詳細な観測が必要であると結論づけられた。また「あかり」IRCのslit-less分光による銀河面サーベイにより、2つの若い天体候補を発見した。これらの天体は、H2OおよびCO2氷の吸収線の他に、150K程度の一酸化炭素のガスの吸収と XCNと同定される4.6ミクロンを中心にした幅広い吸収バンドが存在する。これらの特徴は若い天体に固有のものであるが、一方、Herschel衛星による観測では遠赤外線では放射が検出されておらず、近赤外線から遠赤外線にかけてのエネルギー分布は背景星である可能性を示唆する。現在この天体のスペクトルの詳細解析を進めている。これらの研究と並行して、「あかり」IRCの銀河面星生成領域の近赤外線分光観測データの解析を進め、進化とともに氷の組成が変化している可能性を見出した。現在さらに詳細な解析を進めている。

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

IRC分光データの波長較正を見直し、より精度が高く、信頼性の高い波長較正を導いた。この新しい波長較正に基づいた分光データを基に解析を順調に進めている。この解析の中で、超新星残骸と示唆される天体を見出し、そのスペクトルの詳細解析を行い、学術雑誌に査読論文として発表した。また2つの若い天体候補を発見し、詳細解析を進めている。同時に近赤外線スペクトルの解析も行い、星生成領域の進化に伴い、氷の組成が変化している可能性を見出すなど、今後詳細解析が必要なものの、順調に成果を上げている。

今後の研究の推進方策

若い星候補のIRC近赤外線スペクトルに対して実験室データに基づいた詳細な吸収線のフィットを行い、他の観測データも加えて、その天体が真に若い天体であるかを十分に吟味する。また、星生成領域の近赤外線分光スペクトルのより精密なモデルフィットを進め、これまで示唆されている傾向を定量的に確認する。新しく較正されたより精度の高いスペクトルを用いて、銀河系内星形成領域のIRCスペクトルデータの詳細な解析を進め、氷の変成過程等を定量的に明らかにする。

研究成果

• [国際共同研究] The Saclay Nuclear Research Center/Instite de Recherche en Astrophysique/Observatoire de Paris(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: The Saclay Nuclear Research Center/Instite de Recherche en Astrophysique/Observatoire de Paris
• [国際共同研究] Leiden University(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: Leiden University
• [国際共同研究] Tezpur University(インド)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Tezpur University
• [雑誌論文] VLT/ISAAC infrared spectroscopy of embedded high-mass YSOs in the Large Magellanic Cloud: Methanol and the 3.47micron meter band (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Shimonishi, E. Dartois, T. Onaka, and F. Boulanger
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 585 ページ: A107 (20pp)
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201526559
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deuterated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Revisited (2016)
  • 著者名/発表者名: K. D. Doney, A. Candian, T. Mori, T. Onaka, and A. G. G. M. Tielens
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 586 ページ: A65 (10pp)
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201526809
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Concurrent Formation of Carbon and Silicate Dust in Nova V1280 Sco (2016)
  • 著者名/発表者名: I. Sakon, S. Sako, T. Onaka, T. Nozawa, Y. Kimura, T. Fujiyoshi, T. Shimonishi, F. Usui, H. Takahashi, R. Ohsawa, A. Arai, M. Uemura, T. Nagayamaya, B.-C. Koo, and T. Kozasa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 817 ページ: 145 (23pp)
  • DOI: 10.3847/0004-637X/817/2/145
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Revised calibration for near- and mid-infrared images from ~4000 pointed observations with AKARI/IRC (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Egusa, F. Usui, K. Murata, T. Yamashita, I. Yamamura, and T. Onaka
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 68 ページ: 19 (19pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psv135
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling of the Zodiacal Emission for the AKARI/IRC Mid-infrared All-sky Diffuse Maps (2016)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., Ishihara, D., Kaneda, H., Nakamichi, K., Kobayashi, H., Ootsubo, T., Pyo, J., and Onaka, T.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 151 ページ: 71 (11pp)
  • DOI: 10.3847/0004-6256/151/3/71
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Revised Wavelength and Spectral Response Calibrations for AKARI Near-Infrared Grism Spectroscopy: Cryogenic Phase (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Baba, T. Nakagawa, M. Shirahata, N. Isobe, F. Usui, Y. Ohyama, T. Onaka, K. Yano, and C. Kochi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 68 ページ: 27 (12pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psw013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AKARI/IRC Near-Infrared Spectral Atlas of Galactic Planetary Nebulae (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Ohsawa, T. Onaka, I. Sakon, I. Yamamura, M. Matsuura, and H. Kaneda
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 151 ページ: 93 (28pp)
  • DOI: 10.3847/0004-6256/151/4/93
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of a hot molecular core in the Large Magellanic Cloud with ALMA (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Shimonishi, T. Onaka, A. Kawamura, and Y. Aikawa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 827 ページ: 72 (20pp)
  • DOI: 10.3847/0004-637X/827/1/72
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AKARI near-infrared spectroscopy of the extended green object G318.05+0.09: Detection of CO fundamental ro-vibrational emission (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Onaka, T. Mori, I. Sakon, and A. Ardaseva
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 829 ページ: 106 (7pp)
  • DOI: 10.3847/0004-637X/829/2/106
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Spatial variations of PAH properties in M17SW revealed by Spitzer/IRS spectral mapping (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Yamagishi, H. Kaneda, D. Ishihara, S. Oyabu, T. Onaka, T. Nagayama, T. Umemoto, T. Minamidani, A. Nishimura, M. Matsuo, S. Fujita, Y. Tsuda, M. Kohno, and S. Ohashi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 833 ページ: 163 (10pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/2/163
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mid-infrared vibrational study of deuterium-containing PAH variants (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Buragohain, A. Pathak, P. Sarre, T. Onaka, and I. Sakon
  • 雑誌名: Planetary & Space Science 巻: 133 ページ: 97-106
  • DOI: 10.1016/j.pss.2016.05.001
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 大質量星形成領域 S106 の未同定赤外 (UIR) バンドの観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村 智幸, 左近 樹, 尾中 敬
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
• [学会発表] AKARI による星生成領域近赤外線氷吸収バンドの観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 尾中 敬, 左近 樹, 木村 智幸, 下西 隆
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
• [学会発表] Analyses of the AKARI Phase 3 Prism Slitless Spectroscopic Data of the Large Magellanic Cloud (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhang, J., Onaka, T. Sakon, I., Usui, F., Shimonishi, T., and Ita, Y.
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
• [学会発表] ALMA Observations of a Hot Molecular Core in the Large Magellanic Cloud (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimonishi, T., Onaka, T., Kawamura, A., and Aikawa, Y.
  • 学会等名: Molecular Gas in Galactic Environments
  • 国際学会
• [学会発表] Observations of water and methanol ices in the Large Magellanic Cloud (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimonishi, T., Dartois, E., Onaka, T., and Boulanger, F.
  • 学会等名: Water in the Universe: from Clouds to Oceans
  • 国際学会
• [学会発表] AKARI mid-infrared all-sky survey: A New PAH emission map (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 学会等名: AME workshop 2016
  • 国際学会
• [学会発表] The Infrared Detection of Deuterated PAHs in HII Regions (2016)
  • 著者名/発表者名: Doney, K., Candian, A., Mori, T., Onaka, T., and Tielens, A. G. G. M.
  • 学会等名: 71st International Symposium on Molecular Spectroscopy
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of ice absorption features towards YSOs candidates using AKARI (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Onaka, T., Sakon, I., and Shimonishi, T.
  • 学会等名: The 9th meeting on Cosmic Dust
  • 国際学会
• [学会発表] The origin of the broad 22 micron meter dust feature and its association with the molecular gas: a study of the PDR in the Great Nebula in Carina (2016)
  • 著者名/発表者名: Wu, R., Onaka, T., Nakamura, T., Galliano, F., Le Petit, F., Bron, E., Usui, F., Sakon, I., Mori, T., Ishihara, D., and Okada, Y.
  • 学会等名: The 9th meeting on Cosmic Dust
  • 国際学会
• [学会発表] Observations of a hot molecular core in a nearby low metallicity galaxy (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimonishi, T., Onaka, T., Kawamura, A., and Aikawa. Y.,
  • 学会等名: The 9th meeting on Cosmic Dust
  • 国際学会
• [学会発表] Deuterated organic dust in spac (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T., Mori, T., and Sakon, I.,
  • 学会等名: The 9th meeting on Cosmic Dust
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of Ice absorption features toward YSOs candidates using AKARI (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Onaka, T., Sakon, I., and Shimonishi, T.
  • 学会等名: Workshop on Interstellar Matter 2016
  • 国際学会
• [学会発表] AKARI results on PAH emission (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka, T.
  • 学会等名: The Past and Future of AstroPAH Research
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] AKARI を用いた YSO candidates の氷吸収の観測・解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木村 智幸, 尾中 敬, 左近 樹, 下西 隆
  • 学会等名: 日本天文学会2016年秋季年会
• [学会発表] AKARI near-infrared spectroscopy of interstellar ices in Galactic star-forming regions (2016)
  • 著者名/発表者名: 尾中 敬
  • 学会等名: 第33回Grain Formation Workshop
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科天文学専攻 尾中研究室
  • URL: http://komatta.astron.s.u-tokyo.ac.jp