Variety of star formation in barred spiral galaxies based on the large-scale molecular-gas imaging survey of nearby galaxies

• Project/Area Number: 17K14251
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: Muraoka Kazuyuki 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40571287)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 渦巻銀河 / 星形成 / 分子ガス / 近傍銀河 / 電波天文学 / 星間物質 / 銀河

Outline of Final Research Achievements

In this study, I performed the extensive imaging survey of molecular gas toward nearby galaxies using the Nobeyama 45 m telescope, and investigated the relation between molecular gas and star formation in spiral galaxies in detail. The averaged star formation efficiency (SFE) in 80 galaxies shows little dependence on galactocentric radius, while I first found an observational evidence that the increase in the velocity dispersion of molecular gas yields the decrease in SFE. In addition, I revealed that the surface mass density of stellar mass positively correlates with the velocity dispersion of molecular gas.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

銀河において、星の「生まれやすさ」（すなわち星形成効率）はどんな環境・条件に左右されるのか？という現代天文学の問題は、長らく未解決であった。本研究では、分子ガスの塊である分子雲の衝突という観点で星形成効率がどう変わるかを調べ、その衝突速度が速いほど星が生まれにくくなることを明らかにした。これにより、銀河が進化する最も基本的なプロセスとしての星形成の研究に新たな進展をもたらした。このように星形成と銀河進化を詳しく調べることは、人類が今見ている宇宙がどのように形作られてきたのか、という根源的な問いに答える一歩を示すという意義がある。

Research Products

• [Journal Article] CO Multi-line Imaging of Nearby Galaxies (COMING). III. Dynamical effect on molecular gas density and star formation in the barred spiral galaxy NGC 4303 (2019)
  • Author(s): Yajima, Y.; Sorai, K.; Kuno, N.; Muraoka, K.; Miyamoto, Y.; Kaneko, H.; Nakanishi, H.; Nakai, N.; Tanaka, T.; Sato, Y.; Salak, D.; Morokuma-Matsui, K.; Matsumoto, N.; Pan, H-A; Noma, Y.; Takeuchi, T. T.; Yoda, M.; Kuroda, M.; Yasuda, A.; Oi, N.; Shibata, S.; Seta, M.; Watanabe, Y.; Kita, S.; Komatsuzaki, R. et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 印刷中 Issue: Supplement_1 Pages: 13-13
  • DOI: 10.1093/pasj/psz022
  • NAID: 120007097364
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CO multi-line imaging of nearby galaxies (COMING). IV. Overview of the project (2019)
  • Author(s): Sorai Kazuo, Kuno Nario, Muraoka Kazuyuki, Miyamoto Yusuke, Kaneko Hiroyuki, Nakanishi Hiroyuki, 他33名
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71 Issue: Supplement_1 Pages: 14-14
  • DOI: 10.1093/pasj/psz115
  • NAID: 120006937034
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CO Multi-line Imaging of Nearby Galaxies (COMING). VI. Radial variations in star formation efficiency (2019)
  • Author(s): Muraoka Kazuyuki、Sorai Kazuo、Miyamoto Yusuke、Yoda Moe、Morokuma-Matsui Kana、et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71 Issue: Supplement_1 Pages: 15-15
  • DOI: 10.1093/pasj/psz015
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CO Multi-line Imaging of Nearby Galaxies (COMING). VII. Fourier decomposition of molecular gas velocity fields and bar pattern speed (2019)
  • Author(s): Salak, D.; Noma, Y.; Sorai, K.; Miyamoto, Y.; Kuno, N.; Pettitt, A. R.; Kaneko, H.; Tanaka, T.; Yasuda, A.; Kita, S.; Yajima, Y.; Shibata, S.; Nakai, N.; Seta, M.; Muraoka, K.; Kuroda, M.; Nakanishi, H.; Takeuchi, T. T.; Yoda, M.; Morokuma-Matsui, K.; Watanabe, Y.; Matsumoto, N.; Oi, N.; Pan, H-A. et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 印刷中 Issue: Supplement_1 Pages: 16-16
  • DOI: 10.1093/pasj/psz004
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ALMA 12CO(J=1-0) imaging of the nearby galaxy M 83: Variations in the efficiency of star formation in giant molecular clouds (2018)
  • Author(s): Hirota, Akihiko; Egusa, Fumi; Baba, Junichi; Kuno, Nario; Muraoka, Kazuyuki; Tosaki, Tomoka; Miura, Rie; Nakanishi, Hiroyuki; Kawabe, Ryohei
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Issue: 4
  • DOI: 10.1093/pasj/psy071
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CO Multi-line Imaging of Nearby Galaxies (COMING). II. Transitions between atomic and molecular gas, diffuse and dense gas, gas and stars in the dwarf galaxy NGC 2976 (2017)
  • Author(s): Hatakeyama Takuya、Kuno Nario、Sorai Kazuo、Kaneko Hiroyuki、Miyamoto Yusuke、Muraoka Kazuyuki、Takeda Miho、Yanagitani Kazuki、Kishida Nozomi、Umei Michiko、Tanaka Takahiro、Tomiyasu Yuto、Nakanishi Hiroyuki、Saita Chey、Ueno Saeko、Salak Dragan、Matsumoto Naoko、Morokuma-Matsui Kana、Pan Hsi-An、Nakai Naomasa
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 69 Issue: 4
  • DOI: 10.1093/pasj/psx044
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING (28) : 空間分解した星質量－星形成率関係から見る銀河内部での星形成活動と分子ガスの割合 (2020)
  • Author(s): 梶川明祐実, 徂徠和夫, 諸隈佳菜, 竹内努, 矢島義之, 久野成夫, 村岡和幸, 宮本 祐介, 金子紘之,Dragan Salak, 田中隆広, 保田敦司, 大森清顕,Suchetha Cooray, 北條妙, 施文
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING (26): CO(J=2-1)/CO(J=1-0) 輝線強度比と銀河の星形成活動 (2019)
  • Author(s): 矢島義之 , 徂徠和夫 , 宮本祐介 , 村岡和幸 , 久野成夫
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(27)：銀河環境間の分子ガス、星質量中心集中度の比較 (2019)
  • Author(s): 金子紘之, 宮本祐介, 徂徠和夫, 矢島義之, 柴田修吾, 梶川明祐実, 八嶋裕, 久野成夫, 田中隆広, 保田敦司, 諸隈佳菜, 竹内努, 村岡和幸, 中井直正, Dragan Salak, 瀬田益道, 中西裕之, Pan Hsi-An
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(22)：Dust-to-Gas ratio を用いた近傍銀河における CO-H2 質量変換係数 αCO の導出 (2019)
  • Author(s): 保田敦司, 久野成夫, 田中隆広, 渡邉祥正, 徂徠和夫, 矢島義之, 柴田修吾, 宮本祐介, 金子紘之, Daniel Espada, 村岡和幸, 黒田麻友, 依田萌, 竹内努, 諸隈佳菜, 小林将人, 中西裕之, 他 COMING
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(23)：銀河間重力相互作用下における分子ガス中心集中度 (2019)
  • Author(s): 三浦飛未来、小野寺幸子、金子紘之、徂徠和夫、久野成夫、宮本祐介、Daniel Espada、村岡和幸、Pan Hsi-An、他 COMING チーム
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(24)：CO(J=2-1)/CO(J=1-0) 比の 変動が銀河内の分子ガス質量, 並びに Kennicutt-Schmidt 関係へ及ぼす影響 (2019)
  • Author(s): 矢島義之, 徂徠和夫, 宮本祐介, 久野成夫, 村岡和幸, 小松崎龍聖
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(25)：エッジオン銀河における CO 輝線比 (2019)
  • Author(s): 喜多将一朗, 久野成夫, 田中隆広, 保田敦司, 小松崎龍聖, 渡邉祥正, 徂徠和夫, 矢島義之, 柴田修吾, 梶川明祐実, 八嶋裕, 宮本祐介, 金子紘之, 依田萌, 竹内努, 村岡和幸, 黒田麻友, 諸隈佳菜, 小林将人, Dragan SALAK, 野間勇斗, 瀬田益道, 中井直正, 中西裕之, 他 COMING メンバー
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会
• [Presentation] ALMA による NGC253 円盤領域の 12CO, 13CO 輝線観測 (2019)
  • Author(s): 小西諒太朗, 原田遼平, 村岡和幸, 大西利和, 徳田一起
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会
• [Presentation] 棒渦巻銀河 NGC253 における炭素同位体比 (2018)
  • Author(s): 小西諒太朗, 村岡和幸, 大西利和, 原田遼平, 杉内拓, 後藤健太, 徳田一起
  • Organizer: 日本天文学会2018年秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(19)：銀河中の星形成効率の動径分布 (2018)
  • Author(s): 村岡和幸, 黒田麻友, 徂徠和夫, 矢島義之, 柴田修吾, 梶川明祐実, 八嶋裕,久野成夫, 田中隆広, 保田敦司, 喜多将一朗, 小松崎龍聖, 渡邉祥正, 宮本祐介, 金子紘之, 依田萌, 竹内努, 諸隈佳菜, 小林将人, Dragan SALAK, 野間勇斗, 瀬田益道, 中井直正, 中西裕之, 他 COMING メンバー
  • Organizer: 日本天文学会2018年秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(20)：CO 分子ガス速度場のフーリエ解析から求める銀河の基本量と棒状構造の角速度 (2018)
  • Author(s): 野間勇斗, Salak Dragan, 瀬田益道, 中井直正, 徂徠和夫, 矢島義之, 柴田修吾, 梶川明祐実, 八嶋裕, 宮本祐介, 金子紘之, 久野成夫, 渡邉祥正, 田中隆広, 保田敦司, 喜多将一朗, 小松崎龍聖, 竹内努, 依田萌, 村岡和幸, 黒田麻友, 中西裕之, 大井渚, 諸隈佳菜, 松本尚子, PAN Hsi-An, 他 COMING
  • Organizer: 日本天文学会2018年秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(21)：CO 3 輝線で探る棒渦巻銀河における分子ガスの物理状態と星形成 (2018)
  • Author(s): 矢島義之, 徂徠和夫, 久野成夫, 村岡和幸, 竹内努, 宮本祐介, 金子紘之, 渡邉 祥正, 小林将人, 田中隆広, 黒田麻友, 保田敦司, 依田萌, 柴田修吾, 他COMING メンバー
  • Organizer: 日本天文学会2018年秋季年会
• [Presentation] 近傍渦巻銀河 M 83 の渦巻腕における巨大分子雲の進化 (2018)
  • Author(s): 杉内拓, 村岡和幸, 原田遼平, 小西諒太朗, 後藤健太, 大西利和, 徳田一起, 濤崎智佳, 馬場淳一, 廣田晶彦, 江草芙実, 中西康一郎, 河野孝太郎, 久野成夫
  • Organizer: 日本天文学会2018年秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(18)：近傍銀河の 12CO(J=1-0)/13CO(J=1-0) 比に関する統計的研究 (2018)
  • Author(s): 佐藤佑哉, 久野成夫, 田中隆広, 保田敦司, 中井直正, 渡邉祥正, 徂徠和夫, 矢島義之, 柴田修吾, 金子紘之, 宮本祐介, 村岡和幸, 黒田麻友, 竹内努, 依田萌, Dragan SALAK, 野間勇斗, 中西裕之, 上野紗英子,他 COMING メンバー
  • Organizer: 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(13)：棒渦巻銀河 NGC 4303における分子ガスの物理状態 (2017)
  • Author(s): 矢島義之, 徂徠和夫, 久野成夫, 村岡和幸, 宮本祐介, 金子紘之, 田中隆広, 柳谷和希, 佐藤佑哉, 他 COMING メンバー
  • Organizer: 日本天文学会2017年秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(14)：近傍棒渦巻銀河の円盤領域における分子ガス速度分散と星形成効率の関係 (2017)
  • Author(s): 黒田麻友, 村岡和幸, 徂徠和夫, 矢島義之, 柴田修吾, 中井直正, 久野成夫, 渡邉祥正, 田中隆広, 佐藤佑哉, 保田敦司, 諸隈佳菜, 宮本祐介, 金子紘之, 竹内努, 依田萌, Dragan Salak, 野間勇斗, 松本尚子, 中西裕之, 上野紗英子, Pan Hsi-An, 他 COMING メンバー
  • Organizer: 日本天文学会2017年秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(15)：12CO(1-0) と 13CO(1-0) を用いた星形成則の比較 (2017)
  • Author(s): 佐藤佑哉, 久野成夫, 田中隆広, 保田敦司, 中井直正, 徂徠和夫, 矢島義之, 金子紘之, 宮本祐介, 村岡和幸, 黒田麻友, 依田萌, Dragan SALAK, 上野紗英子,他 COMING メンバー
  • Organizer: 日本天文学会2017年秋季年会
• [Remarks] 世界最大級の電波写真集が描き出す銀河における星の誕生過程
  • URL: http://www.nro.nao.ac.jp/news/2017/0911-sorai.html#sfp