本研究課題の目的は、半統計的数の太陽型原始星に対して、円盤形成領域における物理構造と化学組成分布、およびそれらの相互関係を高解像度で明らかにすることで、惑星系形成領域での物質進化の理解を大きく前進させることである。とくにその有効な切り口として、硫黄を含む分子 (硫黄関連分子) に着目して観測的研究を進めた。
この目的のため、国際共同大型電波干渉計アルマがもつ高い感度と解像度を駆使した観測実験を実施した。本研究課題では、研究代表者が独自に取得したアルマ観測データに加えて、欧・米との国際共同プロジェクトFAUSTを通して得られた膨大な観測データを活用した。
低質量原始星天体IRAS 16293-2422 Source Aは、非常に近接した連星系 (原始星A1, A2) である。H2CS分子輝線の解析により、これを構成する原始星A1に付随する星周円盤構造と、Source A全体を取り巻く円盤構造が存在する様子を鮮明に描き出した。また、SO分子輝線の解析により、原始星A1から吹き出すアウトフロー構造を明らかにした。
低質量原始星天体Elias 29は、硫黄関連分子 (SO分子, SO2分子) を豊富に含む特徴的な化学組成を示す。アルマ観測データの解析により、この天体のアウトフロー構造がSO分子輝線によって捉えられることを明らかにした。また、アウトフローが周囲を取り巻くガスに衝突する様子を見出した。さらに、膨大なアルマ観測データを機械学習の手法 (Principal Component Analysis, Support Vector Machine) を用いて解析することで、3つの原始星天体の円盤形成領域において、硫黄関連分子を含む化学組成の分布を明らかにした。
以上の成果は、国内外の学会で発表するとともに、学術論文として報告する予定であり、一部はすでに出版済みである。