原子・分子天体物理学

原子天体物理学は、天文学者に役立つ原子物理学の計算を実行し、原子データを使用して天文観測を解釈することに関係しています。天文学者が特定の物体について得る唯一の情報は、その物体が発する光を通じて得られ、この光は原子遷移によって発生するため、原子物理学は天体物理学において重要な役割を果たします。

分子天体物理学は、 1967年に理論天体化学者 アレクサンダー・ダルガーノによって厳密な研究分野に発展し、宇宙における分子からの放射の研究に関係しています。現在、110種類の星間分子が知られています。これらの分子には、多数の観察可能な遷移があります。吸収においても線が観察されることがあります。たとえば、重力レンズ効果を受けたクエーサーPKS1830-211に対して見られる高度に赤方偏移した線などです。紫外線などの高エネルギー放射線は、分子内の原子を保持する分子結合を破壊する可能性があります。そのため、一般的に、分子は低温の天体環境で見つかります。私たちの銀河系で最も質量の大きい天体は、巨大分子雲と呼ばれる分子と塵の巨大な雲です。これらの雲、およびその小型版で、恒星と惑星が形成されます。分子天体物理学の主な研究分野の1つは、恒星と惑星の形成です。ただし、分子は、恒星の大気から惑星の衛星の大気まで、多くの環境で見つかります。これらの場所のほとんどは比較的低温であり、分子の放射は、分子が低い回転エネルギー状態間を遷移するときに放出される光子を介して最も簡単に研究できます。豊富な炭素原子と酸素原子で構成され、原子への解離に対して非常に安定している分子の1つが一酸化炭素（CO）です。 CO分子が最低励起状態からゼロエネルギー、つまり基底状態に移行するときに放出される光子の波長は2.6mm、つまり115ギガヘルツです。この周波数は、一般的なFMラジオ周波数の1000倍です。このような高い周波数では、地球の大気中の分子が宇宙からの送信をブロックする可能性があるため、望遠鏡は乾燥した（水は重要な大気のブロック要因です）高所に設置する必要があります。電波望遠鏡は、忠実度の高い画像を生成するために非常に正確な表面を備えている必要があります。

2014年2月21日、NASAは宇宙の多環芳香族炭化水素（PAH）を追跡するためのデータベースを大幅にアップグレードしたことを発表しました。科学者によると、宇宙の炭素の20％以上がPAHに関連している可能性があり、生命形成の出発物質である可能性があります。PAHはビッグバンの直後に形成されたようで、宇宙全体に広がっており、新しい星や太陽系外惑星に関連しています。^[1]

• 国立電波天文学：分子天体物理学
• 分子天体物理学：アレクサンダー・ダルガーノを称える一冊