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Observational study of ionising photon escape from galaxies for understanding cosmic reionisation

Research Project

Project/Area Number 18J01136
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

中島 王彦  国立天文台, 光赤外研究部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2019-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords宇宙再電離 / 銀河進化
Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は天文学の大きな未解明問題の一つである宇宙再電離現象を研究対象とし、その電離源の特定を目的に観測的研究を進めた。電離源の最有力候補は初期宇宙に誕生した小質量の星形成銀河であるが、個々の銀河からの電離光子放射量(=電離光子生成量x脱出率)に大きな不定性が残っていたため、結論には至っていなかった。この問題に研究代表者は以下の三つの段階を経て迫った。
1.小質量星形成銀河の電離光子脱出率:ハッブル宇宙望遠鏡の深い紫外観測によって赤方偏移3の小質量星形成銀河からの電離紫外光を観測し、電離光子脱出率を大きなサンプルを元に信頼性高く求めることができた。その結果、より小質量で暗い銀河ほど高い電離光子脱出率を持つ傾向を得た。本研究成果は査読誌へ投稿済みである。
2.小質量星形成銀河内の電離光子生成量:赤方偏移3の小質量星形成銀河を深く分光することで静止系紫外―可視の複数の輝線検出に成功した。これらの輝線を自身で構築した光電離モデルで診断した結果、小質量星形成銀河がこれまで知られていたよりも効率良く電離光子を生成している証拠を得た。この傾向はより暗い銀河ほど顕著なため、脱出率の結果と組み合わせることで、小質量星形成銀河の宇宙再電離への著しい寄与を強く示唆することができた。本研究成果、並びにその礎となった光電離モデルはそれぞれ研究代表者を筆頭とする査読論文として発表済みである。
3.大質量銀河・活動銀河核からの電離光子放射:上記の研究を補い、幅広い視点で宇宙再電離源を理解する目的で、研究代表者はより大質量の銀河や活動銀河核と呼ばれる稀少で明るい天体の観測的研究を始めた。すばる望遠鏡や他の国際研究チームとの共同で得られた大きなデータを組み合わせることで、新たに10天体ほど強く電離光子放射を見せる天体を見つけることができた。より詳しい測光・分光的性質を引き続きの解析で明らかにしていく。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2018 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University College London/University of Cambridge(英国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of California, Santa Cruz/University of Arizona/University of California, Davis(米国)

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  • [Int'l Joint Research] University of Geneva(スイス)

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  • [Int'l Joint Research] Laboratoire d’Astrophysique de Marseille(フランス)

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  • [Int'l Joint Research] INAF-Osservatorio Astronomico di Roma/University of Bologna/INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna(イタリア)

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      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research]

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      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] The VIMOS Ultra Deep Survey: Nature, ISM properties, and ionizing spectra of CIII]λ1909 emitters at z = 2-42018

    • Author(s)
      Nakajima K.、Schaerer D.、Le Fevre O.、Amorin R.、Talia M.、Lemaux B. C.、Tasca L. A. M.、Vanzella E.、Zamorani G.、Bardelli S.、Grazian A.、Guaita L.、Hathi N. P.、Pentericci L.、Zucca E.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 612 Pages: A94-A94

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201731935

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Mean Ultraviolet Spectrum of a Representative Sample of Faint z ? 3 Lyman Alpha Emitters2018

    • Author(s)
      Nakajima Kimihiko、Fletcher Thomas、Ellis Richard S、Robertson Brant E、Iwata Ikuru
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: in press Issue: 2 Pages: 2098-2111

    • DOI

      10.1093/mnras/sty750

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Intense CIII] λλ1907,1909 emission from a strong Lyman continuum emitting galaxy2018

    • Author(s)
      Schaerer D.、Izotov Y. I.、Nakajima K.、Worseck G.、Chisholm J.、Verhamme A.、Thuan T. X.、de Barros S.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 616 Pages: L14-L14

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201833823

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Physics of a clumpy lensed galaxy at z = 1.62018

    • Author(s)
      Girard M.、Dessauges-Zavadsky M.、Schaerer D.、Richard J.、Nakajima K.、Cava A.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 619 Pages: A15-A15

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201833533

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Hard Ionising Spectrum in z~3 Lyman Alpha Emitters2018

    • Author(s)
      Nakajima Kimihiko
    • Organizer
      Escape of Lyman radiation from galactic labyrinths
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Hard Ionising Spectrum in z=3-4 Lyman Alpha Emitters2018

    • Author(s)
      中島 王彦
    • Organizer
      第5回 銀河進化研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Lyα輝線銀河の高い電離光子生成効率2018

    • Author(s)
      中島 王彦、Fletcher Thomas、Ellis Richard S、Robertson Brant E、岩田生
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 静止系紫外輝線を用いた遠方銀河の性質診断2018

    • Author(s)
      中島 王彦、Schaerer D.、Le Fevre O. and VUDS collaboration
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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