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Study of star formation in galaxies based on precise measurement of mass of interstellar gas

Research Project

Project/Area Number 20K04008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Sorai Kazuo  北海道大学, 理学研究院, 教授 (80344464)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords銀河 / 星間ガス / 星生成
Outline of Research at the Start

銀河の進化の過程を明らかにするためには,銀河を形作る恒星のもととなる冷たい星間ガスの銀河内での分布を知る必要がある.しかし,これまでの観測から得られた星間ガスの質量は不確定な要素があり,ガスから恒星が生成される効率を正確に測定できていない.本研究は,これまでの観測では検出されていなかった暗黒ガスも含めて,従来の方法よりも高い精度で星間ガスの質量を求め, 恒星の生成率や生まれた恒星の質量等と比較し,相互の関係を明らかにする.

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to measure precise interstellar gas mass which is ingredient of stars in galaxies at various positions and to quantify a relation among star formation rate, gas mass, and stellar mass. Observational data for several galaxies made clear that the conversion factor, through which the amount of molecular hydrogens is estimated from intensity of a carbon monoxide spectral line in millimeter wavelength, varies within a galaxy. Applying the derived conversion factors to each galaxy position, star formation efficiency, an index how easy stars form, within a galaxy shows smaller dispersion than previously estimated. Moreover, diffuse molecular gas component surrounding molecular clouds are found not to be directly contribute to star formation. This indicates that the fraction of molecular cloud component to the whole molecular gas is possible to control star formation efficiency.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の最大の学術的意義は,銀河におけるガスの質量をより精度よく測定することで,これまで知られていた銀河の諸量の相関関係の分散を小さくすることができ,背景にある本質的な過程により迫ることができた点にある。その結果はガスから星が生成される過程は銀河の内部で大局的には大きく異ならないことを示す一方で,ガスが希薄な状態から分子雲と呼ばれるような重力的に束縛された状態になる過程が,相関関係の分散を作り出していることを示した。これらの結果は,銀河がガス雲から進化して現在の宇宙に見られる銀河に進化していく過程を明らかにする上で,重要な制限を与えていると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] CO multi-line imaging of nearby galaxies (COMING). XII. CO-to-H2 conversion factor and dust-to-gas ratio2023

    • Author(s)
      Yasuda Atsushi、Kuno Nario、Sorai Kazuo、Muraoka Kazuyuki、Miyamoto Yusuke、Kaneko Hiroyuki、Yajima Yoshiyuki、Tanaka Takahiro、Morokuma-Matsui Kana、Takeuchi Tsutomu T、Kobayashi Masato I N
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 75 Issue: 4 Pages: 743-786

    • DOI

      10.1093/pasj/psad034

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular gas physical conditions in the central kpc of M 832024

    • Author(s)
      S. Suphapolthaworn, K. Sorai and D. Salak
    • Organizer
      East Asian Young Astronomers Meeting 2024 (EAYAM 2024)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NGC 4945 の分子ガスアウトフローの複数輝線解析2024

    • Author(s)
      瀧元健伸,徂徠和夫,Dragan Salak
    • Organizer
      日本天文学会2024年春季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 近傍銀河における分子ガス-原子ガス比と星生成の関係2023

    • Author(s)
      浜響子,徂徠和夫
    • Organizer
      日本天文学会2023年秋季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 渦巻銀河における形態学的特徴の検出手法の開発2023

    • Author(s)
      清水一揮,徂徠和夫
    • Organizer
      日本天文学会2023年秋季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular gas physical conditions in the central kpc of M 832023

    • Author(s)
      S. Suphapolthaworn, K. Sorai and D. Salak
    • Organizer
      2023 Asia-Pacific Regional IAU Meeting (APRIM 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular gas physical conditions in the central kpc of M 832023

    • Author(s)
      S. Suphapolthaworn, K. Sorai and D. Salak
    • Organizer
      35th URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 近傍渦巻銀河の構造同定および分子ガスの速度分散と星生成効率の多様性2023

    • Author(s)
      清水一揮,徂徠和夫
    • Organizer
      日本天文学会2023年春季年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Molecular Gas Contents and Star Formation Efficiency in Local Galaxies2022

    • Author(s)
      K. Sorai, Y. Yajima, and the COMING members
    • Organizer
      IAU Symposium 373: Resolving the Rise and Fall of Star Formation in Galaxies
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Probing physical conditions of molecular gas in nearby galaxies with CO multi-line excitation analyses2022

    • Author(s)
      S. Suphapolthaworn, K. Sorai, K. Shimizu, D. Salak, Y. Yajima
    • Organizer
      日本天文学会2022年秋季年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING (31): 近傍銀河における星形成活動に対する渦巻腕の影響に関する観測的研究2022

    • Author(s)
      保田敦司,久野成夫,徂徠和夫,宮本祐介,Dragan Salak,竹内努,諸隈佳菜,矢島義之,他 COMING
    • Organizer
      日本天文学会2022年春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] スターバースト銀河 NGC 1808 における巨大分子雲の性質 II. Atacama Compact Array による広がった分子ガスの有無の影響2022

    • Author(s)
      矢島義之,徂徠和夫,Dragan Salak
    • Organizer
      日本天文学会2022年春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 棒渦巻銀河 Maffei 2 における 12CO(J=1-0), 13CO(J=1-0) を用いた分子ガスの2成分解析2021

    • Author(s)
      矢島義之,徂徠和夫
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING (30): 近傍銀河における分子ガスの速度分散と星形成効率の関係2021

    • Author(s)
      清水一揮,徂徠和夫,矢島義之,Suphakorn Suphapolthaworn,村岡和幸,Dragan Salak,他 COMING メンバー
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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