すばる望遠鏡の超広域クェーサー探査による巨大ブラックホールの起源解明

• Project/Area Number: 18J11887
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 仁井田 真奈 愛媛大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 活動銀河核 / クェーサー / 光度関数

Outline of Annual Research Achievements

すばる望遠鏡の主焦点広視野可視光カメラHyper Suprime Cam (HSC)による広域撮像サーベイ(Subaru Strategic Program)で取得された大規模な可視光測光カタログの解析を進めた。約82平方度に対するHSCサーベイデータから低光度の点状天体を選択し、色情報に基づいて特に赤方偏移5付近のクェーサーを捜索した結果、224個のクェーサー候補天体を選出することができた。また、このサンプルを用いて赤方偏移5におけるクェーサーの個数密度を導出するために、サーベイのコンプリートネス(完全性)とコンタミネーション(誤混入)についての定量的見積もりを行った。以上を踏まえて導出した赤方偏移5におけるクェーサーの個数密度と過去の研究で計測された赤方偏移5の比較的明るいクェーサーの個数密度の情報を組み合わせることで、高い精度及び幅広い等級範囲でクェーサーの光度関数を導出できた。導出した光度関数の形状を調査したところ、暗い側での光度関数の傾きがフラットであり、暗いクェーサーが実は大量に存在するといったシナリオを棄却する結果となった。この結果は、クェーサーが宇宙再電離の光源としては主要な働きをしていないという示唆を与えるものである。また、他の赤方偏移におけるクェーサー個数密度の計測結果と合わせてクェーサーの個数密度進化の全体像を調査したところ、明るいクェーサーの方が宇宙のより早期に個数密度のピークを迎えていたというダウンサイジング進化の描像と合致する結果が得られた。
これらの成果について、国際天文学連合総会(2018年8月、オーストリア)において報告を行った。また2018年11月に東北大学で行ったHSCサーベイデータを用いた研究に関する研究集会では、上記の結果を報告し多くの関連研究者との意見交換を進めた。こうした議論も踏まえ、成果を論文にとりまとめ2019年3月投稿した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The faint end of the quasar luminosity function at z~5 from the Subaru Hyper Suprime-Cam survey (2019)
  • Author(s): Niida Mana、Nagao Tohru、Ikeda Hiroyuki、Masayuki Akiyama、Yoshiki Matsuoka、Wanqiu He、Matsuoka Kenta、Toba Yoshiki、Onoue Masafusa、Kobayashi Masakazu、Taniguchi Yoshiaki、Furusawa Hisanori、Harikane Yuichi、Imanishi Masatoshi、Kashikawa Nobunari、Kawaguchi Toshihiro、Komiyama Yutaka、Shirakata Hikari et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 投稿中
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] Discovery of the First Low-luminosity Quasar at z > 7 (2019)
  • Author(s): Matsuoka Yoshiki、Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Strauss Michael A、Iwasawa Kazushi、Lee Chien-Hsiu、Imanishi Masatoshi、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 872 Issue: 1 Pages: 2-2
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab0216
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Optical properties of infrared-bright dust-obscured galaxies viewed with Subaru Hyper Suprime-Cam (2019)
  • Author(s): Noboriguchi Akatoki、Nagao Tohru、Toba Yoshiki、Niida Mana、Kajisawa Masaru、Onoue Masafusa、Matsuoka Yoshiki、Yamashita Takuji、Chang Yu-Yen、Kawaguchi Toshihiro、Komiyama Yutaka、Nobuhara Kodai、Terashima Yuichi、Ueda Yoshihiro
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). V. Quasar Luminosity Function and Contribution to Cosmic Reionization at z = 6 (2018)
  • Author(s): Matsuoka Yoshiki、Strauss Michael A.、Kashikawa Nobunari、Onoue Masafusa、Iwasawa Kazushi、Tang Ji-Jia、Lee Chien-Hsiu、Imanishi Masatoshi、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 869 Issue: 2 Pages: 150-150
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaee7a
  • NAID: 120006707417
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). IV. Discovery of 41 Quasars and Luminous Galaxies at 5.7 < z < 6.9 (2018)
  • Author(s): Matsuoka Yoshiki、Iwasawa Kazushi、Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Strauss Michael A.、Lee Chien-Hsiu、Imanishi Masatoshi、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 237 Issue: 1 Pages: 5-5
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aac724
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with The Subaru HSC (WERGS).I: The Optical Counterparts of FIRST Radio Sources (2018)
  • Author(s): T. Yamashita, T. Nagao, M. Akiyama, W. He, H. Ikeda, M. Tanaka, M. Niida, M. Kajisawa, Y. Matsuoka, K. Nobuhara, C.-H. Lee, T. Morokuma, Y. Toba, T. Kawaguchi and A. Noboriguchi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 866 Issue: 2 Pages: 140-140
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae1ac
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] A wide and deep survey for low-luminosity quasars at z~5 with Subaru Hyper Suprime-Cam (2018)
  • Author(s): Niida Mana
  • Organizer: IAU XXXth General Assembly 2018 Mini-symposium: Build-Up of Galaxy Clusters
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The faint-end of the quasar luminosity function at z~5 with the HSC-SSP survey (2018)
  • Author(s): Niida Mana
  • Organizer: Formation and evolution of SMBHs revealed by 'Wide field', 'Multi-wavelength', and 'Transient' surveys with HSC
  • Int'l Joint Research