2017 Fiscal Year Annual Research Report
Formation and evolution of organic materials in protoplanetary disks
| Project Area | Evolution of molecules in space: from interstellar clouds to proto-planetary nebulae |
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| Project/Area Number |
25108003
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
永原 裕子 東京工業大学, 地球生命研究所, フェロー (80172550)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
為則 雄祐 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主席研究員 (10360819)
星野 真人 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (30508461)
青木 貞雄 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 総合科学研究センター, 主任研究員 (50016804)
木村 勇気 北海道大学, 低温科学研究所, その他 (50449542)
高橋 修 広島大学, サステナブル・ディベロップメント実践研究センター, 特任講師 (60253051)
渡辺 紀生 筑波大学, 数理物質系, 講師 (80241793)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 原始惑星系 / 有機物 / 表面反応 / 軟X線顕微鏡 / 吸着反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は，基板上における有機物生成反応の網羅的探索と結像型軟X線顕微鏡の完成と解析方法の確立という，A2 班の目標を達成すべく研究をおこなった．基板上の有機物生成反応に関しては，原始惑星系において主要なガスであるH2とCO分子，50-750K の温度条件，前年度までの金属に加え，非晶質ケイ酸塩基板につき系統的な実験をおこなった．その結果，金属上では，500K 以上において，非晶質ケイ酸塩上では750K 以上においてフィッシャー・トロプシュ (FT) 反応によりメタンが形成されることを示すことに成功した．しかし，反応生成物，反応効率の解析から，水性ガスシフト反応，Boudouard 反応が同程度あるいはより効率的におこることから，原始惑星系円盤においてはFT反応による有機物形成は有機物形成の主要反応ではないことが明らかとなった．
軟X線顕微鏡に関しては，広視野においてミクロンの分解能において撮像することに成功した．これを用い，解析のための標準資料分析，FT反応実験の基板物質評価，本領域研究他班の実験結果の解析など多くのデータを得た．In situ において官能基の同定，生成物の結合比等を求めることに成功し，低温有機物生成反応は初期物質により生成する結合が異なるというきわめて重要な知見を得ることに成功した．しかし，リレー光学系を用いた高倍率・高分解能による撮像は，照明光学系のさらなる調整等が必要である．
これらの結果を統合し，原始惑星系円盤における有機物進化の全体像を理解するため，前年度までに作成した円盤物理進化と温度上昇にともなう有機物蒸発反応を統合したモデルを用いた多数のパラメータの見当の結果，円盤初期条件が有機物時空分布に決定的な役割を果たすことを示した．太陽系の場合，初期円盤サイズは数10AU程度，円盤質量は0.02-0.05太陽質量程度であったことが明らかとなった．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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