Study on a lifecycle of interstellar organics based on synthesis and denaturing experiment of quenched nitrogen-included carbonaceous composite

基于淬火含氮碳质复合材料合成与变性实验的星际有机物生命周期研究

基本信息

批准号：
22H01261
负责人：
左近樹
金额：
$ 11.48万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、『宇宙にどのような有機物がどこでどのように生まれ、我々の身近な有機物とどのように関連するか』という問いに答えるべく、終焉期の恒星によって生み出される有機物の性質を理解し、太陽系の始原的有機物との関連を探ることを、解決すべき目標と設定する。特に赤外線天文学観測によって得られる宇宙の有機物の塵の赤外線スペクトルから、その物質の化学組成と物理状態を正しく特定するためには、宇宙の有機物の塵を模擬する有機物の室内合成実験を行い、天文観測データとの比較と、模擬物質の物性分析を重ねる必要がある。本研究では、老朽化した実験装置を新たに改良し設計製作し、様々な実験条件のもとで急冷窒素含有炭素質物質を合成する際に、プラズマの組成や物理状態を特定できるようにすることを目的とする。本年度の研究では、2.45GHzのマイクロ波電源装置を用いたプラズマ生成装置の設計と制作に着手し、真空配管部分を除く装置の組み上げを完了させた。また、プラズマの発光分光分析を可能にし、また凝縮する有機物の塵の赤外線吸収分光のその場観察を可能とする測定系の設計に着手した。また、核融合研究所のLHDプラズマを利用したプラズマと炭化水素ダストの相互作用を調べる実験に新たに着手し、様々なプラズマの条件のもとで、窒素がどのような化学官能基としてダスト中に取り込まれるかの過程を理解する目的での研究を行った。さらに、宇宙暴露実験を通じて回収した実験室系有機物の暴露前後での物性変化を調べるための分析を行った。

这项研究旨在了解终端恒星产生的有机物质的性质，以回答以下问题：“宇宙中诞生了什么样的有机物质，在哪里以及如何诞生，以及它与我们周围的有机物质有何关系？” ”，要解决的目标是探索与太阳系原始有机物质的关系。特别是，为了根据红外天文观测获得的空间有机尘埃的红外光谱正确识别空间有机尘埃的化学成分和物理状态，必须进行模拟空间有机尘埃的有机物的室内合成实验。需要反复与观测数据进行比较，分析模拟物质的物理性质。在这项研究中，我们将设计和制造一种新的、改进的老化实验装置，以实现在各种实验条件下合成淬火含氮碳质材料时等离子体的成分和物理状态。在今年的研究中，我们开始了采用2.45GHz微波电源的等离子体发生装置的设计和生产，并完成了除真空管道部分外的装置组装。我们还开始设计一种测量系统，该系统将能够对浓缩有机粉尘进行等离子体发射光谱和红外吸收光谱的原位观察。此外，我们在聚变研究所利用LHD等离子体开始了一项新的实验，研究等离子体和碳氢化合物粉尘之间的相互作用，我们正在研究各种等离子体条件下粉尘中氮的化学官能团。研究的目的是了解考虑人的过程。此外，我们还进行了分析，以检查通过空间暴露实验收集的实验室有机物在暴露前后的物理性质的变化。