星間リン化合物のミリ波・サブミリ波分光

星际磷化合物的毫米波和亚毫米波光谱

• 批准号: 22K03692
• 负责人: 小山 貴裕
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03692/
• 关键词: 分子分光学; 星間分子; 回転遷移; 実験室分光; リン化合物; 炭素鎖分子; 分光学; 純回転遷移

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。

在温度极低和超高真空的星际空间中，各种星际分子是由在全球环境中看不见的单数化学反应产生的。由于原始地球或彗星，灰尘等的形成可能将它们带到地球，从而导致生命的产生，这是天文学研究中的重要问题之一，旨在阐明产生星际分子的过程和原始星球盘的化学成分，这是行星系统的基础。在118个元素中，磷是构成构成细胞膜和含有基因的脱氧核糖核酸的磷脂的重要元素。但是，由于基于实验室的磷化合物的精确光谱数据有限，因此星际空间中磷化合物的研究显着落后于其他分子。这项研究通过直接（实验室）光谱法解决了含磷的分子的毫米波毫米波带中的这个问题。在230 GHz频段（频段6）和350 GHz频段（Band7）中，尤其是具有极高敏感和高分辨率的ALMA望远镜，实际上，大约70％的观察纸在这些频带中使用了数据。本研究中使用的SUMIRE辐射分子光谱仪是世界上唯一可以使用该频带6（215-265 GHz）提供高度敏感的分子直接光谱的装置。去年，我们主要改进了实验设备，以准备测量磷化合物。当靶分子是通过样品中的样品中的放电分解而产生的，由于产生的热量，细胞可能会破裂。为了冷却该电池，引入了一个水箱，以使大量液氮流动，并且还分别制造了铜液氮夹克以冷却细胞。在此改进中，发现不管气体类型的类型如何，精确测量排放电池内部的压力非常重要，因此，引入了以真空表的形式提出了更好的绩效电容压力计。