「あかり」全天観測が明らかにする、銀河スケールの有機物質の流れと進化

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13J02536
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 近藤 徹 名古屋大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 赤外線天文学 / 「あかり」衛星 / 衛星観測 / 星間物質 / 有機物質 / 銀河系

Research Abstract

私は、日本の赤外線天文衛星「あかり」によって得られた、中間赤外線(9,18μm帯)diffuse全天マップの作成、およびそのマップを用いた全天の有機物質の進化に迫る研究を行っている。特に「あかり」9岬帯の観測は、多環芳香族炭化水素(PAH)と呼ばれる、銀河系や近傍銀河において遍在性の高い有機物質からの放射をトレースしており、この波長帯の全天マップを作成することは、星間空間中の有機物質を研究するにあたって非常に重要である。
私は「あかり」データ処理・解析チームの一員として、中間赤外線diffuse全天マップの作成に携わり、マップの一般公開に向けて解析を行っている。今年度はマップからの黄道光除去を行った。黄道光とは太陽系内の惑星間ダストからの熱放射であり、中間赤外線においては最も強度の強い前景成分である。銀河系や近傍銀河からの赤外線放射を調べるためには、この黄道光の除去が必須であり、これまでも過去の赤外線観測などから、黄道光をモデル化することによって除去が試みられてきた。しかし従来のモデルでは、銀河系由来の赤外線放射の弱い領域についての議論をするには不十分であった。そこで私は、このモデルを「あかり」のデータを使って改良し、これまで以上に正確な黄道光の除去を可能にした。
さらに私は、黄道光を除去した9μm帯マップを用いて、銀河系中心付近から北側に30度以上に広がった大規模なPAH放射を発見した。近傍の星間ガスと比較した結果、このPAH放射は実際に銀河系中心に付随している可能性があることが分かった。さらにこのPAH放射の構造とFermi bubblesと呼ばれるガンマ線放射の構造が似ており、また遠赤外線マップとの比較から、この領域では周囲と比較してダストに対するPAHの存在量が大きくなっている可能性が高いことを明らかにした。これらの結果から、過去のアウトフローなどの銀河系中心における活動が、この領域におけるPAHの生成に大きく関わっているという結論を得た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り、「あかり」中間赤外線全天マップからの黄道光除去を行い、またそのマップを用いてPAH放射と銀河スケールのガンマ線放射であるFemi bubblesとの比較を行うことによって、有機物質の起源に迫る研究を行うことができたため。

Strategy for Future Research Activity

黄道光除去後のマップの評価を行い論文としてまとめ、マップは一般に公開できる形にする。Fermi bubblesについては、さらにほかの波長帯との比較を行い、具体的に起こっている現象を明らかにする。さらに全天のPAR放射を調査し、銀河系内や近傍銀河において同様の現象が存在するのかどうか探る。

Research Products

• [Journal Article] Large-scale mapping of the massive star-forming region RCW38 in the [CII] and PAH emission (2013)
  • Author(s): Kaneda, H., Nakagawa, T., Ghos h, S. K., Ojha, D. K, Ishihara, D., Kondo, T., Ninan, J. P., Tan abe, M., Fukui, Y., Hattori, Y., Onaka, T., Torii, K., Yamagishi, M.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: Volume 556 Pages: A92-1-A92-9
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201321614
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] AKARI Observations of Interstellar Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (2013)
  • Author(s): Ishihara, D., Kaneda, H., Oyabu, S., Kondo, T., Yamagishi, M., Yasuda, A.
  • Journal Title: International Astrobiology Workshop 2013, Procee dings of the conference Volume: No.1766 Pages: 1048
• [Presentation] Large-scale extraplanar PAH emission in the Galactic center region found by AKARI mid-infrared all-sky survey (2013)
  • Author(s): Kondo, T., Kaneda, H., Ishihara, D., Oyabu, S., Yamagishi, M., Onaka, T.
  • Organizer: The Life Cycle of Dust in the Universe
  • Place of Presentation: Academia Shlica (台湾台北市)
  • Year and Date: 20131118-22
• [Presentation] 「あかり」が明らかにした銀河系中心領域の拡散PAH放射とFermi bubbleとの関係 (2013)
  • Author(s): 近藤徹、金田英宏、石原大助、大薮進喜、山岸光義、尾中敬
  • Organizer: 日本天文学会2013年秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 20130910-12
• [Presentation] The AKARI mid-IR all-sky diffuse maps : lessons learned for SPICA (2013)
  • Author(s): Kondo, T., Ishihara, D., Kaneda, H., Oyabu, S., Amatsutsu, T., Suzuki, S., Yamagishi, M., Ootsubo, T., Onaka, T., Ohsawa, R., Usui, F.
  • Organizer: SPICA Science Conference 2013
  • Place of Presentation: 東京大学(東京都文京区)
  • Year and Date: 20130618-21
• [Remarks] 宇宙物理学研究室赤外線グループホームページ
  • URL: http://www-ir.u.phys.nagoya-u.ac.jp/