[P-CG20] 宇宙における物質の形成と進化

[PCG20-12] 星間カーボンダストの実験室での模擬合成と赤外スペクトル分析

*太田 憲雄¹、Li Aigen²、Nemes Laszlo³、大塚 雅昭⁴ (1.筑波大学・数理物質科学研究科、2.University of Missouri、3.Academy of Science, Hungary、4.京都大学)

キーワード：星間ダスト、炭素、赤外スペクトル

星間の炭素ダストとしてサッカーボール状のフラーレン（Ｃ６０）がよく検討されている。一方、平面構造の炭素グラフェンからフラーレンが合成できることもよく知られており、星間でのグラフェンの存在が期待される。今回地上での模擬実験により炭素ダストの特定を検討した。恒星の爆発時には激しい光がダストに照射される。そこでバルクグラファイトにＮｄＹＡＧレーザを照射して炭素クラスタを生成した。図（Ａ）に測定した赤外スペクトル（ＩＲ）を示す。このＩＲに対応する候補分子を量子化学計算により検討した。その中で、炭素５員環一個と６員環６個からなる（Ｃ２３）分子が近似的なＩＲを示した（Ｂ）。このグラフェンはレーザ照射により炭素欠陥が生じるとともに、バルクグラファイトから剥離されたと考えられる。さらに天文観測とも比較した。惑星状星雲のＴｃ１とＬｉｎ４９で観測されたスペクトルを（Ｃ）に示す。分子（Ｃ２３）の計算ＩＲと良く合致している。惑星状星雲でよく観測される18.9ミクロンと17.4ミクロンのバンドも、この分子（Ｃ２３）で再現できた。以上から炭素ダストとしてグラフェンも重要な成分と考えられる。