１００億年前から現在にかけての宇宙における銀河の普遍的な形態進化とその解明

• Project/Area Number: 14J03871
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 森下 貴弘 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 銀河進化 / 銀河形成 / 星形成 / 宇宙 / 観測 / 天の川銀河 / 星形成率 / 形態進化 / バルジ / ディスク / 銀河形態 / 大質量銀河 / 星形成活動

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題はハッブル宇宙望遠鏡（HST）の撮像・分光データを用いて、赤方偏移ｚ=３（１２０億年前）から現在にかけての銀河進化を形態、星形成率などの物理パラメータによって理解することである。そして同時に、その銀河進化の理解から宇宙がどのように進化してきたのかを理解することである。
今年度における担当研究者の活動は主に海外の研究機関で行われた。渡航先の研究機関（UCLA）はHSTによる観測時間を既に獲得しており（GLASS）、その観測によって得られたデータを使って自身のサイエンス課題に対する答えを追求した。このデータは宇宙望遠鏡による高解像度な撮像データ、かつ可視光から近赤外線まで及ぶ分光データであり、銀河の赤方偏移や星質量、星形成率といった物理量を精度よく決定することができる。
そのデータを用い、研究者はおよそ１２０億年前に存在する宇宙の初期に形成された大質量銀河の形態と星の性質（年齢）を調査した。地上望遠鏡と異なり、地球大気の影響を受けない宇宙望遠鏡の高解像度撮像データ、高感度分光データ、また、観測される銀河の手前にある銀河団による増光効果を利用することにより、そのような遠方に存在する非常に暗い銀河の性質を初めて調査することが出来た。得られた観測的性質から、そのような銀河は宇宙誕生から１０億年ほど経った頃には既に星形成を止めており、非常に極端な星形成史を持つことが分かった。これらの銀河がどうして星形成を止めたのかは未だに理解されておらず、今後の新しい観測によって解き明かす予定である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The Grism Lens-Amplified Survey from Space (GLASS). IX. The dual origin of low-mass cluster galaxies as revealed by new structural analyses (2017)
  • Author(s): Morishita, Takahiro; Abramson, Louis E.; Treu, Tommaso; Vulcani, Benedetta; Schmidt, Kasper B.; Dressler, Alan; Poggianti, Bianca M.; Malkan, Matthew A.; Wang, Xin; Huang, Kuang-Han; Trenti, Michele; Bradac, Marusa; Hoag, Austin
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 835 Issue: 2 Pages: 254-276
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/2/254
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Grism Lens-Amplified Survey from Space (GLASS) X. Sub-kpc resolution gas-phase metallicity maps at cosmic noon behind the Hubble Frontier Fields cluster MACS1149.6+2223 (2017)
  • Author(s): Wang, Xin; Jones, Tucker A.; Treu, Tommaso; Morishita, Takahiro; Abramson, Louis E.; Brammer, Gabriel B.; Huang, Kuang-Han; Malkan, Matthew A.; Schmidt, Kasper B.; Fontana, Adriano; Grillo, Claudio; Henry, Alaina L.; Karman, Wouter; Kelly, Patrick L.; Mason, Charlotte A.; Mercurio, Amata; et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 837 Issue: 1 Pages: 89-107
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa603c
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Detection of Lyman-alpha Emission from a Triply Imaged z = 6.85 Galaxy behind MACS J2129.4-0741 (2016)
  • Author(s): Huang, Kuang-Han; Lemaux, Brian C.; Schmidt, Kasper B.; Hoag, Austin; Bradac, Marusa; Treu, Tommaso; Dijkstra, Mark; Fontana, Adriano; Henry, Alaina; Malkan, Matthew; Mason, Charlotte; Morishita, Takahiro; Pentericci, Laura; Ryan, Russell E., Jr.; Trenti, Michele; Wang, Xin
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 823 Issue: 1 Pages: 14-20
  • DOI: 10.3847/2041-8205/823/1/l14
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Grism Lens-Amplified Survey from Space (GLASS). VII. The Diversity of the Distribution of Star Formation in Cluster and Field Galaxies at 0.3 less than or equal to z less than or equal to 0.7 (2016)
  • Author(s): Vulcani, Benedetta; Treu, Tommaso; Schmidt, Kasper B.; Morishita, Takahiro; Dressler, Alan; Poggianti, Bianca M.; Abramson, Louis; Bradac, Marusa; Brammer, Gabriel B.; Hoag, Austin; Malkan, Matthew; Pentericci, Laura; Trenti, Michele
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 833 Issue: 2 Pages: 178-201
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/2/178
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] THE FATE OF A RED NUGGET: IN SITU STAR FORMATION OF SATELLITES AROUND A MASSIVE COMPACT GALAXY (2016)
  • Author(s): Morishita T., and Ichikawa, T.
  • Journal Title: Astronimical Journal Volume: 816 Issue: 2 Pages: 87-87
  • DOI: 10.3847/0004-637x/816/2/87
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] FROM DIVERSITY TO DICHOTOMY, AND QUENCHING: MILKY-WAY-LIKE AND MASSIVE-GALAXY PROGENITORS AT 0.5 < z < 3.0 (2015)
  • Author(s): Morishita Takahiro, Ichikawa Takashi, Noguchi Masafumi, Akiyama Masayuki, Patel Shannon G., Kajisawa Masaru, Obata Tomokazu
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 805 Issue: 1 Pages: 34-34
  • DOI: 10.1088/0004-637x/805/1/34
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dust Heating By Low-mass Stars in Massive Galaxies at z< 1 (2015)
  • Author(s): Kajisawa Masaru, Morishita Takahiro, Taniguchi Yoshiaki, Kobayashi Masakazu, Ichikawa Takashi, Fukui Yasuo
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 801 Issue: 2 Pages: 134-142
  • DOI: 10.1088/0004-637x/801/2/134
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] THE EVOLUTION OF GALAXY SIZE AND MORPHOLOGY AT z~0.5-3.0 IN THE GOODS-N REGION WITH HUBBLE SPACE TELESCOPE/WFC3 DATA (2014)
  • Author(s): Morishita Takahiro, Ichikawa Takashi, Kajisawa Masaru
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 785 Issue: 1 Pages: 18-35
  • DOI: 10.1088/0004-637x/785/1/18
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Updates of photometry and new insight into z~2 passive galaxies (2017)
  • Author(s): Takahiro Morishita
  • Organizer: GLASS collaboration meeting 2017
  • Place of Presentation: UCLA (アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2017-03-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Size-mass relations of galaxies in cluster and field environments (2016)
  • Author(s): Takahiro Morishita
  • Organizer: GLASS collaboration meeting 2016
  • Place of Presentation: UCLA (アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2016-05-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 衛星銀河の星生成と大質量コンパクト銀河 (red nugget) との合体進化 (2016)
  • Author(s): 市川隆、森下貴弘
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 首都大学東京、東京都八王子
  • Year and Date: 2016-03-14
• [Presentation] Progenitor Study of Milky-Way-Like Galaxies over the Cosmic High Noon (ポスター) (2015)
  • Author(s): Morishita Takahiro, Ichikawa Takashi, Noguchi Masafumi, Akiyama Masayuki, Patel G. Shannon, Kajisawa Masaru, Obata Tomokazu
  • Organizer: Back at the Edge of the Universe
  • Place of Presentation: Sintra, Portugal
  • Year and Date: 2015-03-15 – 2015-03-19
• [Presentation] The Stellar Mass Profile of the Milky Way like Galaxies (ポスター) (2014)
  • Author(s): Morishita Takahiro, Ichikawa Takashi, Noguchi Masafumi, Akiyama Masayuki
  • Organizer: IAU Symposium 311 Galaxy Masses as Constraints of Formation Models
  • Place of Presentation: Oxford university (Oxford, UK)
  • Year and Date: 2014-07-21 – 2014-07-25
• [Remarks] GLASS Reveals Dual-Role Environments
  • URL: http://glass.astro.ucla.edu/glass-reveals-dual-role-environments-in-galaxy-clusters/
• [Remarks] Generating the Sigma Image
  • URL: http://users.obs.carnegiescience.edu/peng/work/galfit/SIGMA_GEN.html