５－２

助成番号 141404
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

新星の核融合反応で作られた窒素同位体比で探る太陽系起源・銀河系化学進化

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Research on the origin of the solar system and chemical evolution of Galaxy via isotopic
ratios of nitrogen produced by nucleosynthesis in novae.

研究氏
代表名
者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓）アライ名）アキラ

研究期間 Ｂ

２０１４ ～ ２０１６ 年

漢字 ＣＢ

新井彰

報告年度 ＹR

２０１６Akira

研究機関名

京都産業大学

ﾛｰﾏ字 ＣＺ Arai

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名

年

京都産業大学 神山天文台 ・ 研究員

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
太陽系の起源を探る上で重要な資料となるプレソーラー粒子中には、非常に高い15N／14N 比を持つ粒子が存在しており、新星が起源と予想されている。これらの粒子の発見数は少ないものの、高い15N／14N 比であるため、プレソーラー粒子全体の窒素同位体比に及ぼす影響は大きい。しかしながら新星爆発時の核融合で生成された窒素の同位体比を観測的に推定した例は我々のグループの１例のみである。新星によって生成される窒素の同位体比は、太陽系の起源解明はもとより、銀河系の化学進化を解明する上でも不確定な因子となっている。
そこで本研究では新星の窒素の同位体比を、新星エンベロープ中で生成されるCN分子の観測から直接決定するために観測網を構築と窒素同位体比の推定方法の確立を目標とした。
窒素同位体比を求めるには、新星の CN 分子の吸収スペクトルの同位体シフトをとらえることが効果的である。しかし、新星における分子の吸収線の形成は極めて稀にしか観測されていない。そのため我々は今回の研究助成金を活用し、新星における CN 分子の検出効率を上げるために観測体制の整備を行った。新星は銀河中心周辺に多数発生するため、南半球の観測サイトが重要となる。そこで、京都産業大学、バンドン工科大大学（インドネシア）、国立天文台すばる望遠鏡（ハワイ・米国）を結ぶ観測網を構築した。まず、インドネシア・ボスカ天文台に低分散分光器(NEO-R1000)を設置し、安定的な観測運用を実行している (Muztaba et al. 2016,JPCS, 771, 1)。また、国立天文台・すばる望遠鏡（ハワイ）では、高分散分光器(HDS)で分子形成の候補天体の観測を複数回実行し、データ解析を進めている。解析方法の確立に向け、すばる望遠鏡で得られた高分散分光データを用いて主な元素が作る吸収線スペクトルの形状解析から新星のエンベロープ構造を議論した(Araiet al. 2016, ApJ, 830, 30)。この研究成果は新星の分子の形成領域に定量的な制限を加えるための基本的な手法になると期待している。さらに、京都産業大学では 1.3m 荒木望遠鏡に搭載している低分散分光器の制御部を更新し、観測効率の向上を実行した。以上のように、本研究によって新星の窒素同位体比を推定するための観測体制を整備することができた。助成期間中に観測した新星のデータから CN 分子は検出されていないが、今後も精力的に観測を継続する。

キーワード ＦＡ

プレソーラー粒子

新星

分光観測（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ

Origins of Absorption Systems of Classical Nova V2659 Cyg (Nova Cyg 2014)

著者名 ＧＡ

Arai et al.

雑誌名 ＧＣ

Astrophysical Journal

ページ ＧＦ30～42

発行年 ＧＥ

2

雑誌

016

巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢThe spectral evolution of nebular phase from Nova V5668 Sgr

著者名 ＧＡR. Muztaba, M.L. 雑誌名 ＧＣ
Hakim, A. Arai

830

雑誌

ページ ＧＦ
論文標題ＧＢ

1 ～ 4発行年 ＧＥ

Journal of Physics: Conference Series
201

6

巻号 ＧＤ

771

, Hakim L. Malasan1

雑誌

著者名 ＧＡ

雑誌名 ＧＣ, and Akira Arai2

ページ ＧＦ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

発行年 ＨＤ総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ, and Akira Arai2

図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ
著者名 ＨＡ

図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ
Some grains which has very high isotopic ratios of 15N／ 14N in presolar grains -- a key material
to investigate the origin of the solar system -- are expected to originate in novae. Such grains
influence isotopic ratios of nitrogen in the whole presolar grains because of its highly 15N／ 14N ratios, although the number of grain is small. However, the estimation of the ratios basedon observations has been given by only our previous study. The isotopic ratios of nitrogen formed
in novae is an uncertainty factor for understanding not only the origin of the solar system but
also for the galactic chemical evolution. Here, we aim to construct the observation network, andbuild analysis procedures to estimate the ratios of 15N／ 14N directly by our observations of CNmolecules formed in envelope of novae.
We considered that the isotope shifts in CN-band features is most effective tool to estimate
the isotopic ratios of nitrogen. However, CN formations in nova envelopes are quite rare event.
Therefore, we constructed our observational network connecting Kyoto Sangyo University(KSU), The
Bandung Institute of Technology (ITB, Indonesia), and Subaru telescope (NAOJ, Hawaii, USA) toimprove the detection efficiency of CN features. Southern sites are important for our researchbecause many novae emerge around the direction of the galactic center. We first installed a compactspectrograph on the 40-cm telescope in the Bosscha Observatory, ITB (Muztaba et al. 2016, JPCS,771, 1). We also obtained high resolution spectra of some novae using HDS/Subaru telescope. For
the analysis procedure, we have published a paper on the structure of the envelope of a nova using
HDS data (Arai et al. 2016, ApJ, 830, 30). The method tried in the paper will become a milestone
for quantitative estimations of the forming region of CN molecules in the envelope of novae.
Furthermore, to improve our observation efficiency in Kyoto, we replaced the controller-unit of
the spectrograph(LOSA/F2) of the 1.3-m Araki telescope in KSU. We continue to observe novae using
the observational network to estimate isotopic ratios of nitrogen, although no newly CN features
were detected during the term of this work. Keywords: presolar grain, nova, spectroscopic observation- 2 -