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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10864/
• 关键词: 彗星; 窒素同位体比; 超小型深宇宙探査機; オルソ／パラ存在量比; 同位体比

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。

In recent years, smothering element atoms の with の than the presence of a body (14 15 n/n ratio) が や original molecular cloud and confused has drifted back towards &yen; disk galaxies に お け る chemical evolution と い う 観 point か ら attention さ れ て い る. Comet の CN molecular に masato し て は, 従 to see ultraviolet wavelength domain に ら れ る B - X バ ン ド more が く 観 measuring さ れ て き た. The <s:1> ため, the same as the バ, ド, ド, the ultraviolet wavelength domain is に close to the ため ため, and the influence of atmospheric absorption による on light reduction <s:1> is を affected by けやす けやす. そ の た め, sun に near す る こ と で Ming る く な る comet に お い て は 観 measuring conditions が 悪 い こ と が い more. In ま た, comets コ マ で の comet ダ ス ト に よ る obscuration の influence も あ り, S/N ratio is の good い ス ペ ク ト ル を must る の に adverse と な る. そ こ で this study で は, in November 2013, Kyoto university of industry に mountain observatory に set さ れ て い た nearly bare outside high dispersion optical splitter WINERED で obtain し た C / 2013 R1 (Lovejoy) Comet の nearly bare outside ス ペ ク ト ル を with い て, こ れ ら の obscuration の less influence が な い nearly bare outside domain に see ら れ る CN molecular の A - X バ ン ド を with い を る method established し た. そ の results, pure 粋 な 蛍 light balance だ け で は な く, conflict between molecular に よ る excitation の influence も consider す る こ と で, 観 ス ペ ク ト ル の reappearance に successful し た. With a body than の export に つ い て は, S/N が foot り ず limit numerical の み decided で き た が, leading research で ら れ て い る numerical と contradiction し な い results と な っ て い る. ま た, hysteresis in early year に し た ベ ル ギ ー の リ エ ー ジ ュ university の グ ル ー プ と together し に urgent raised in April 2017 light を shown し た comet C / 2015 ER61 に つ い て, VLT telescope で high visible light scattered light 観 を measurement be applied し た. Have ら れ た ス ペ ク ト ル か ら ア ン モ ニ ア molecular の smothering し with a body than を decision, I 々 が こ れ ま で に must て い る comet の numerical と with degree の numerical を shown す こ と を Ming ら か に し た. Party で, OH molecular の D with the bit body で あ る OD は 検 out で き な か っ た た め, had designated し て い た の D/H water molecules の サ ン プ ル を raised や す こ と が で き ず, comet molecular の with a body than と ダ ス ト の composition than に つ い て statistical な of は で き て い な い こ と か ら, comet に ま れ る material の formation environment を Ming ら か に す Youdaoplaceholder0 るにあたって future research topics である.

项目成果

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

• 发表时间: 2016
• 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

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

• 发表时间: 2017
• 作者: Y. Shinnaka

Preliminary results of imaging polarimetry of active asteroid (3200) Phaethon

活动小行星(3200) Phaethon成像偏振测量的初步结果

• 发表时间: 2018
• 作者: Y. Shinnaka;H. Kawakita;E. Jehin;A. Decock;D. Hutsemekers;J. Manfroid;A. Arai;○矢崎晃平・吉沢道人;新中善晴
• 通讯作者: 新中善晴