水蒸気メーザー源の観測を通した双極惑星状星雲の研究

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本研究では、太陽質量程度の星々の進化末期(漸近巨星枝=AGB 星)から惑星状星雲を形成する後AGB星へと進化する経路において見られる、中心星周辺環境における一連の進化について理解を深めることが主テーマである。そこにおいては、恒星質量放出の急速な発達と停止、その直後に続く電離領域の発現と進化、そして消散、さらには高速ジェットの発現と消滅が、数億年-数10億年の恒星寿命のうち最後のわずか数1000年以内で完結する。このような急速な進化は、AGB/後AGB星とその表面や直近領域(100天文単位以内)で見られる。従って、自身が放出したガスに埋もれたこれらの星の表面付近は、電波観測によってのみ直接見通すことができるが、本研究では特に、1ミリ秒角に達する超高解像度を実現する超長基線電波干渉法(VLBI)の観測対象になり得る宇宙メーザー放射、特に水蒸気メーザーを伴う星に焦点を絞る。本年度は特に、Effelsberg 100m望遠鏡(ドイツ)を用いた500天体を対象とする大規模な水蒸気メーザー源探査を実施し、4天体で水蒸気メーザーを新たに検出した。これらの天体が本当に惑星状星雲なのかの検証はこれからである。しかし、惑星状星雲中の水蒸気メーザー源の存在確率がAGB星周ガス縁から惑星状星雲へと進化する時間尺度を与えることを考えると、今回の結果はその時間尺度が凡そ100年未満であることを示唆する。また、一酸化炭素輝線(^<12>CO,^<13>CO)の異常な強度比を、水蒸気メーザー源を伴う別の後AGB星で確認した。これは、水蒸気メーザー源を伴うこれら進化末期星が比較的質量の大きい(太陽質量の4-8倍)恒星が進化したものであることを、より直接的に示すものである。