実験的及び観測的手法に基づく星間有機物の物性解明

基于实验和观测方法阐明星际有机物的物理性质

• 批准号: 21J13200
• 负责人: 遠藤 いずみ
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13200/
• 关键词: 星間有機物; 赤外線観測; 星間ダスト

これまで、実験研究として、古典新星周囲の有機物をよく再現した実験室有機物、急冷窒素含有炭素質物質(QNCC)の合成実験および、国際宇宙ステーションを用いたQNCCの宇宙環境曝露実験を行った。本年度は、これまで取得した曝露実験の帰還試料の赤外分光分析およびX線吸収端近傍構造(XANES)分析のデータの、より詳細な解析を行った。その結果、曝露後の赤外特性および、X線特性には曝露前と比較して、酸素の混入に起因すると考えられる複数の変化が見られた。観測研究ではこれまで、大質量星の終焉機の姿であるWolf-Rayet(WR)星の中間赤外分光データの解析を行なってきた。大質量星は、中小質量星と比べて進化のタイムスケールが短いため、炭素に富むWR星は初期の宇宙において有機物の供給源となりうる重要な研究対象である。これまで、2019年にすばる望遠鏡中間赤外装置(COMICS)で取得したWR125のデータ解析を行い、その周囲で有機物の放射が観測されたことを示した(Endo et al. 2022 ApJ, 930, 116)。その結果を踏まえ、COMICSで新たに取得した16のダスト形成を引き起こすWR星の中間赤外線データの解析を行い、そのうち11のWR星で有機物に起因する放射を検出した。このうち6天体は今回の観測で初めて有機物による放射が確認されたものである。有機物による放射が検出されなかったWR星は全て比較的暗い天体であり、感度限界により検出がされなかった可能性がある。本結果は、WR星が重要な有機物の供給源であることを支持するものである。

到目前为止，作为实验研究，我们已经进行了合成淬火含氮碳质材料（QNCC）的实验，这是一种实验室有机材料，可以精确地再现经典新星周围的有机材料，并利用国际空间站将QNCC暴露在太空环境中进行实验车站。今年，我们对迄今为止从曝光实验中获得的返回样品的红外光谱分析和X射线吸收近边缘结构（XANES）分析数据进行了更详细的分析。结果，与曝光前相比，在曝光后的红外特性和X射线特性中观察到一些变化，这被认为是由氧污染引起的。在观测研究中，到目前为止，我们已经分析了沃尔夫-拉叶（WR）恒星的中红外光谱数据，这些恒星是大质量恒星的最后阶段。由于大质量恒星的演化时间尺度比中小质量恒星短，富含碳的WR恒星是重要的研究目标，因为它们可以作为早期宇宙中有机物质的来源。此前，我们分析了2019年斯巴鲁望远镜中红外仪器（COMICS）获取的WR125的数据，结果表明在其周围观察到了有机辐射（Endo等人，2022 ApJ, 930, 116）。基于这些结果，我们分析了COMICS新获得的16颗WR恒星的中红外数据，这些数据导致尘埃形成，并在其中11颗中检测到了有机物引起的辐射。其中六个物体是首先被证实会发射有机物辐射的物体。所有未检测到有机辐射的 WR 恒星都是相对较暗的天体，并且可能由于灵敏度限制而未检测到它们。我们的结果支持了 WR 星是有机物的重要来源的观点。

项目成果

On the nature of organic dust in novae

关于新星中有机尘埃的性质

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac0cf1
• 发表时间: 2021
• 作者: I. Endo; I. Sakon; T. Onaka; Y. Kimura; S. Kimura; S. Wada; L. A. Helton; R. M. Lau; Y. Kebukawa; Y. Muramatsu; N. O. Ogawa; N. Ohkouchi; M. Nakamura;S. Kwok
• 通讯作者: S. Kwok

The University of British Columbia(カナダ)

不列颠哥伦比亚大学（加拿大）

UIR band feature detected in the N-band low-resolution spectrum of WR 125 with Subaru/COMICS

使用 Subaru/COMICS 在 WR 125 的 N 波段低分辨率光谱中检测到 UIR 波段特征

• 发表时间: 2022
• 作者: Izumi Endo; Ryan M. Lau; Ituki Sakon; Takashi Onaka; Peredur M. Williams; Victor I. Shenavrin
• 通讯作者: Victor I. Shenavrin

UIR band feature detected in the N-band low-resolution spectrum of WR 125 with Subaru/COMICS

使用 Subaru/COMICS 在 WR 125 的 N 波段低分辨率光谱中检测到 UIR 波段特征

• 发表时间: 2022
• 作者: Izumi Endo; Ryan M. Lau; Ituki Sakon; Takashi Onaka; Peredur M. Williams; Victor I. Shenavrin
• 通讯作者: Victor I. Shenavrin

Nitrogen inclusion in organic dust in novae revealed by laboratory synthesis of Quenched Nitrogen-included Carbonaceous Composite (QNCC)

实验室合成淬火含氮碳质复合材料（QNCC）揭示了新星有机尘埃中的氮夹杂物

• 发表时间: 2021
• 作者: Izumi Endo; Ituki Sakon; Takashi Onaka; Yuki Kimura; Seiji Kimura; Setsuko Wada; Andrew L. Helton; Ryan M. Lau; Yoko Kebukawa; Yasuji Muramatsu; Nanako O. Ogawa; Naohiko Ohkouchi; Masato Nakamura; Sun Kwok
• 通讯作者: Sun Kwok