| Project/Area Number |
20K14526
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
但木 謙一 国立天文台, TMTプロジェクト, 特任助教 (30726435)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 電波天文学 / 銀河天文学 / 銀河進化 |
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| Outline of Research at the Start |
楕円銀河の形成過程の解明は現代銀河天文学における究極的な目標の1つである。現在の我々の理解は、『およそ100億年前にあるコンパクトな大質量銀河がガスの枯渇した小質量銀河との衝突合体を経て、巨大な楕円銀河へと進化した』というところまでであり、さらに遡った歴史についてはほとんどわかっていない。本研究では、コンパクトな大質量銀河の直近の祖先だと考えられるサブミリ波銀河に着目し、世界最高性能のアルマ望遠鏡を用いて分子輝線の観測を行い、ガスの運動学的・物理的性質を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の究極的な目的は、遠方宇宙にある楕円銀河の祖先となるような銀河を観測し、どのようにして楕円銀河へと進化するのかを解き明かすことである。今年度はアルマ望遠鏡を用いて、赤方偏移6(およそ130億年前の時代に相当)の明るいサブミリ波銀河G09.83808の観測データの解析・論文発表を行なった。G09.83808は手前の大質量銀河による重力レンズ効果を強く受けており、その放射が8-9倍増光して観測できる点が他の類似研究に比べて優位性がある。今回の観測では、アルマ望遠鏡のバンド5の受信機を用いて、新たに一酸化炭素の高励起（J=12-11）輝線放射を7.8σの有意性で検出することに成功した。先行研究で報告されていた相対的に低励起の一酸化炭素輝線放射（J=2-1,5-4,6-5）のデータと組み合わせて、局所熱平衡にない輻射輸送方程式を解くコードであるRADEXを用いて、この銀河に付随した分子ガスの物理的性質を調べたところ、320+170Kと非常に高温であることがわかった。また今回新たに検出した高励起の一酸化炭素輝線の放射領域は有効半径が500pc程度であることがわかった。このような銀河の中心領域に集中した高温ガスは星形成活動に伴う紫外線放射だけで温められたとは考えにくく、活動銀河核からのX線放射や衝撃波などの他の加熱源の存在を示唆する。
この研究成果についてはTsujita, Tadaki et al. 2023, PASJ, 74, 1429として論文を発表することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
第二子の誕生による育休の取得に加えて、育休後も在宅勤務をせざるを得ない状況となり、計画立案時に想定していたよりも本課題に関連する研究を進める効率が落ちてしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
赤方偏移6にある銀河G09.83808のアルマサイクル８期でのフォローアップ観測は2022年4月に完了したものの、2022年度は解析を進めることができなかったため、2023年度にこのデータの解析を行う予定である。このプロジェクトでは新たに静止系122ミクロンにある窒素の輝線放射（[NII]122）、静止系145ミクロンにある酸素の輝線放射（[OI]145）、静止系158ミクロンにある炭素の輝線放射（[CIII]158）の観測を0.5-0.7秒角の分解能で行い、すでに観測した[NII]205と[OIII]88の観測データと組み合わせることで、このスターバースト銀河におけるガスの物理状態を明らかにすることを目的としている。具体的には[NII]122/[NII]205光度比から電離領域にあるガス密度、[OI]145/[CII]からPDR領域にあるガス密度、[OI]145/[OIII]88から中性ガスの占める割合などを空間的に、または分光学的に分解して調べることができると期待している。これほど複数の輝線が検出されたこれまでの例はz=4にある1つの銀河だけであり、z=6の銀河でこれら全ての輝線を検出することができれば、インパクトのある成果になると期待している。
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Report
(3 results)
Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Detection of nitrogen and oxygen in a galaxy at the end of reionization2022
Author(s)
Ken-ichi Tadaki, Akiyoshi Tsujita, Yoichi Tamura, Kotaro Kohno, Bunyo Hatsukade, Daisuke Iono, Minju Lee, Yuichi Matsuda, Tomonari Michiyama, Tohru Nagao, Kouichiro Nakanishi, Yuri Nishimura, Toshiki Saito, Hideki Umehata, Jorge Zavala
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Journal Title
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: －
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Structural Evolution in Massive Galaxies at z ~ 22020
Author(s)
Tadaki Ken-ichi、Belli Sirio、Burkert Andreas、Dekel Avishai、Forster Schreiber Natascha M.、Genzel Reinhard、Hayashi Masao、Herrera-Camus Rodrigo、Kodama Tadayuki、Kohno Kotaro、Koyama Yusei、Lee Minju M.、Lutz Dieter、Mowla Lamiya、Nelson Erica J.、(他５名)
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 901
Issue: 1
Pages: 74-74
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] ALMA observations of a submillimeter galaxy at z = 6 I: Detection of nitrogen2022
Author(s)
Ken-ichi Tadaki, Akiyoshi Tsujita, Yoichi Tamura, Kotaro Kohno, Yuri Nishimura, Bunyo Hatsukade, Hideki Umehata, Daisuke Iono, Jorge Zavala, Kouichiro Nakanishi, Yuichi Matsuda, Minju Lee, Tomonari Michiyama, Tohru Nagao, Toshiki Saito
Organizer
日本天文学会2022年春季年会
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