彗星核に含まれる塵の熱履歴と分子の同位体濃集から探る原始太陽系円盤の物理化学

从彗星核心所含尘埃的热历史和分子同位素富集探索原始太阳系盘的物理化学

基本信息

批准号：
15J10864
负责人：
新中善晴
金额：
$ 3.33万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、窒素原子の同位体の存在量比 (14N/15N比)が分子雲や原始惑星系円盤における化学進化という観点から注目されている。彗星のCN分子に関しては、従来紫外線波長域に見られるB-Xバンドが多く観測されてきた。しかし、同バンドは紫外線波長域に近いため、大気吸収による減光の影響を受けやすい。そのため、太陽に接近することで明るくなる彗星においては観測条件が悪いことが多い。また、彗星コマ中での彗星ダストによる減光の影響もあり、S/N比の良いスペクトルを得るのに不利となる。そこで本研究では、2013年11月に京都産業大学神山天文台に設置されていた近赤外線高分散分光器 WINERED で取得したC/2013 R1 (Lovejoy) 彗星の近赤外線スペクトルを用いて、これらの減光の影響が少ない近赤外線域に見られるCN分子のA-Xバンドを用いる方法を確立した。その結果、純粋な蛍光平衡状態だけではなく、分子間衝突等による励起の影響も考慮することで、観測スペクトルの再現に成功した。同位体比の導出については、S/Nが足りず上限値のみ決定できたが、先行研究で得られている値と矛盾しない結果となっている。また、初年度に滞在したベルギーのリエージュ大学のグループと協力し、2017年4月に急増光を示した C/2015 ER61彗星について、VLT望遠鏡で可視光高分散分光観測を実施した。得られたスペクトルからアンモニア分子の窒素同位体比を決定し、我々がこれまでに得ている彗星の値と同程度の値を示すことを明らかにした。一方で、OH分子のD同位体であるODは検出できなかったため、当初予定していた水分子のD/Hのサンプルを増やすことができず、彗星分子の同位体比とダストの組成比について統計的な議論はできていないことから、彗星に含まれる物質の形成環境を明らかにするにあたっての今後の課題である。

近年来，氮原子的同位素丰度比（14N/15N比）从分子云和原行星盘的化学演化角度引起了人们的关注。对于来自彗星的 CN 分子，经常观察到位于紫外波长区域的 B-X 波段。然而，由于该波段接近紫外波长区域，因此容易因大气吸收而变暗。因此，对于接近太阳时变得更亮的彗星来说，观测条件往往很差。此外，彗星彗发中还存在因彗星尘埃而变暗的影响，难以获得良好信噪比的光谱。因此，在本研究中，我们利用2013年11月通过安装在京都产业大学神山天文台的近红外高色散光谱仪WINERED获得的彗星C/2013 R1（洛夫乔伊）的近红外光谱建立了一种方法。使用 CN 分子的 A-X 波段，该波段位于 CN 影响较小的近红外区域。结果，他们不仅考虑了纯荧光平衡状态，还考虑了分子间碰撞引起的激发效应，成功地再现了观察到的光谱。关于同位素比值的推导，由于信噪比不足，只能确定上限，但结果与以往研究得到的值一致。此外，我们与第一年所在的比利时列日大学的一个小组合作，对C/2015 ER61彗星进行了可见光高色散光谱观测，该彗星在2017年4月出现了亮度突然增加的现象，使用 VLT 望远镜。我们从获得的光谱中确定了氨分子的氮同位素比，发现它与我们获得的彗星值相当。另一方面，由于无法检测到 OD（即 OH 分子的 D 同位素），因此我们无法增加原计划的水分子 D/H 样本数量，因为尚未进行统计讨论。，这是澄清彗星所含物质形成环境的未来挑战。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Imaging Observations of Hydrogen Coma of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko by PROCYON/LAICA

PROCYON/LAICA 彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko 氢彗发成像观测

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Shinnaka;Y. Shinnaka;新中善晴;新中善晴;新中善晴;新中善晴;Y. Shinnaka;Y. Shinnaka;Y. Shinnaka;Yoshiharu Shinnaka
通讯作者：
Yoshiharu Shinnaka

超小型探査機が彗星の水のなぞを解明

超小型航天器揭开了彗星水的神秘面纱

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Imaging observations of the hydrogen coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko in September 2015 by the PROCYON/LAICA

2015年9月PROCYON/LAICA对彗星67P/Churyumov-Gerasimenko氢彗发的成像观测

DOI：
10.3847/1538-3881/153/2/76
发表时间：
2017
期刊：
Astronomical Journal
影响因子：
5.3
作者：
Shinnaka;Y.;N. Fougere;H. Kawakita;S. Kameda;M. R. Combi;S. Ikezawa;A. Seki;M. Kuwabara;M. Sato;M. Taguchi;I. Yoshikawa
通讯作者：
I. Yoshikawa

Ortho-to-Para Abundance Ratios (OPRs) of NH2 in Comets: The Meaning of OPRs of Cometary Volatiles

彗星中 NH2 的邻对位丰度比 (OPR)：彗星挥发物 OPR 的含义