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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01261/
• 关键词: 星間有機物; 星間塵; 赤外線天文学; 有機物の塵; 星間物質; 実験天文学; 窒素; ダスト; 有機物

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。

为了回答“宇宙中有机物的诞生，与我们接近的有机物有何关系”的问题，这项研究设定了解决的目标：了解恒星在其最后阶段产生的有机物的特性并探索与太阳能系统中原始有机物的关系。特别是，为了正确识别通过红外天文观测获得的有机物粉尘的红外光谱的化学组成和物理状态，有必要进行有机物的室内合成实验，以模拟宇宙中有机物的尘埃，与天文学的物质性质相比，并分析了物理性质，并反复分析了该物质的物质性质。这项研究旨在新地改善和设计一种老化的实验装置，并在各种实验条件下合成含氮的含氮碳质材料时，可以鉴定血浆的组成和物理状态。在今年的研究中，我们开始使用2.45GHz微波电源设计和创建等离子生成设备，除了真空管外，该设备的组装完成了。我们还开始设计一个测量系统，该系统能够对等离子体排放进行光谱分析，还允许对冷凝有机物粉尘的红外吸收光谱进行原位观察。我们还进行了一项新的实验，以使用核融合研究所的LHD血浆来研究血浆与碳氢化合物粉尘之间的相互作用，并进行了研究，以了解在各种血浆条件下将氮的过程纳入粉尘的过程。此外，进行了分析以研究通过在暴露前后通过太空暴露实验收集的实验室有机物物理特性的变化。

项目成果

Laboratory Measurements of Stretching Band Strengths of Deuterated Quenched Carbonaceous Composites

氘代淬火碳质复合材料拉伸带强度的实验室测量

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac71ae
• 发表时间: 2022
• 期刊: Astrophysical Journal
• 影响因子: 4.9
• 作者: Mori;T.;Onaka;T.;Sakon;I.;Buragohain;M.;Takahata;N.;Nano;Y.;Pathak;A.,
• 通讯作者: A.,