Interaction between interstellar dust molecules with charged particle and mechanism of molecular evolutions

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宇宙空間における有機物やダストがどのような化学組成をもち、それらが荷電粒子などとの衝突を経て、どのように物質の進化に寄与したか？さらに我々の近傍である太陽系における有機物とどのような関連を持つのか？これらを明らかにするため観測、実験、理論。シミュレーションなどのさまざまな手法を用いた多角的な研究を実施した。星間空間で水素分子についで多い分子である一酸化炭素（CO)は多くの有機分子の素材となっていると考えられる。そこでCO分子と荷電粒子の衝突で、内部励起と分解がどのように起こるかをモデルとシミュレーションを使って調べた。特に太陽風（または恒星風）の主成分である陽子との衝突の衝撃により分子が解離する過程に着目し、衝突励起解離を起こす閾値エネルギーを評価した。同様な計算をより分子量の大きい有機分子（芳香族炭化水素など）と荷電粒子との衝突現象に適用することを試みている。星間空間にはダストが普遍的に存在する。これらの物質の同定や形成過程の理解は依然として不十分である。本研究ではマイクロ波電源プラズマ生成装置を用いて、星間ダストの組成を想定した窒素を含有する有機物のダストの合成実験を行なった。分光測定の結果、合成された急冷窒素含有炭素質物質(QNCC)は観測によって得られた古典新星周囲の有機物放射を再現する。この結果により星間ダストにはアミンの形態で窒素が含有される可能性が強く示唆される。さらに国際宇宙ステーションを利用した炭素質ナノ物質の宇宙環境曝露実験の回収試料の変性に関する分析を進めている。サンプルの組成変成を解釈するために、地上実験との対比とシミュレーションを中心とした理論的な計算を行っている。