星間リン化合物のミリ波・サブミリ波分光

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極低温，超高真空の星間空間では，地球環境下では見られない特異な化学反応によって，様々な星間分子が作られる。原始地球の形成時，あるいは彗星・塵などによってそれらが地球にもたらされ，生命の発生に繋がった可能性があることから，星間分子の生成過程や，惑星系のもととなる原始惑星系円盤の化学組成を明らかにすることは，天文学研究の重要な課題の一つとなっている。なかでも，118種類ある元素の内，リンは細胞膜を構成するリン脂質や遺伝子を担うデオキシリボ核酸を構成する生命にとって必須の元素である。しかし，リン化合物について，実験室での精密な分光測定データが限られているために，星間空間におけるリン化合物の研究は，他の分子に比べて大幅に遅れている。本研究は，この問題に，リンを含む分子のミリ波サブミリ波帯での直接(実験室)分光測定により取り組む。ALMA 望遠鏡は，230 GHz 帯 (Band6)，350 GHz帯 (Band7)で特に，非常に高感度かつ高分解能の観測がなされており，実際，観測論文のおよそ7 割がこれらの周波数帯のデータを使ったものである。本研究に用いる放射型分子分光計SUMIRE は，このBand6 (215-265 GHz)での分子の高感度直接分光が可能な世界で唯一の装置である。昨年度は, リン化合物の測定に向けて実験装置の改良を主に行った。目的分子をセル中での試料ガスの放電分解で生成する際，発生する熱でセルが割れる可能性がある。このセルを冷やすため，大量の液体窒素を流すためのタンクを導入し，セルを冷却するための銅製の液体窒素ジャケットも別途製作した。なお，この改良の中で，放電セルの中の圧力をガスの種類によらず正確に測定することも極めて重要であることがわかったため，真空計としてよりよい性能のキャパシタンスマノメータを導入した。