| Project/Area Number |
23KJ2148
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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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 |
日下部 晴香 国立天文台, 科学研究部, 若手研究者雇用特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 銀河形成 / 銀河進化 / 銀河周辺物質 / 観測 / 可視面分光 / 形成初期銀河 / 極金属欠乏銀河 / 銀河 / 形成初期 / 面分光 |
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| Outline of Research at the Start |
近傍宇宙の極金属欠乏銀河は宇宙再電離の電離源である若い遠方銀河のアナログとして注目されている。本研究の目的は、近傍の極金属欠乏銀河の銀河周辺物質の構造、力学、電離状態の一般的な描像を初めて観測的に明らかにすることである。極金属欠乏銀河は一般に、1. 電離された銀河周辺物質であるHα ハローやHα フィラメントを持つのか、2. 銀河スケールのアウトフローを持つのか、3. 高い電離度の銀河周辺物質を持つのかを調べる。まずはサンプル約20天体を広視野面分光装置で観測し、そのデータを解析する。上記の課題1-3を1-3年目に順番に取り組み、成果は論文にまとめ、国際会議と年に2回の天文学会で発表をする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題「広視野面分光装置による極金属欠乏銀河の銀河周辺物質の力学・電離状態の解明」では、形成初期銀河の周辺物質の性質を明らかにすることを目的とする。2年目の2024年度は、(1) データ整約の改善、(2) Hαハローの検出と解析、(3) 金属ハローの初検出の成果の論文出版、(4) の銀河周辺物質の中性水素観測の提案と採択、観測の４つに取り組んだ。(1)では2023年度のデータ整約におけるflat fieldingやsky subtractionに問題への対処と、解析に用いていたジュネーブ大のサーバーの問題への対処を行った。(2)では、1天体非常に興味深い電離ハロー構造を持つ天体(J1044)を発見した。このような顕著なハロー構造の報告はこれで2例目となる。この天体に着目した論文 Herenz, Kusakabe, and Maulick (2025)をPublications of the Astronomical Society of Japan（日本天文学会刊行の欧文研究報告誌、PASJ）に投稿し、現在査読中である。また、4件の国内外の学会での発表も行なった。(3)前年度にSill*輝線によるハローを初検出した成果をまとめAstronomy & Astrophysics誌（欧州の欧文研究報告誌、A&A）に投稿した論文の査読コメントを受け、今年度に改訂し、受理された。また、国内外の研究会で5件の発表を行った。(4)ではJ1044や他の天体のバブル構造の起源解明と質量分布の測定を目的に、MeerKAT・GMRTでの21cm線観測提案が採択され、うちMeerKATは観測が完了した。多少の研究計画の変更(3と4の追加)はあったが、 (3)(4)の成果も考慮するとプロジェクトを順調に、より発展させて進められている状況である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記の(1)-(4)のより詳細な進捗状況は下記のとおりである。
(1) データ整約の改善: 2023年度のデータ整約において、flat fieldingやsky subtractionに問題が見つかったため、sky spectrumの手動補正とサンプルの9天体への絞り込みにより解決を図った。また、2023年度は整約に使っていたジュネーブ大学のサーバーのトラブルが何度もあったため、国立天文台MDASに環境を構築し、MDASで整約を行うこととした。
(2) Hαハローの検出と解析: データ整約と並行して、電離ガスの広がりを示すHαハローの検出を進め、銀河J1044で銀河サイズの5倍に及ぶバブル構造を発見した。これは極低金属量銀河で2例目かつ最大スケールであり、関連論文は現在PASJで査読中である（Herenz, Kusakabe, and Maulick et al. 2025）。他にも控えめなハローを持つ天体を数例検出した。これらの成果は2件の学会で発表済みである。
(3) 金属ハローの初検出: MUSEの深観測により、遠方銀河のSiII*ハロー（低電離金属の蛍光放射）を世界で初めて検出し、銀河周辺物質の総合的理解に貢献した。これらの成果は国内外の研究会で5件の発表を行い、論文はA&Aに受理された (Kusakabe et al. 2024)。
(4) 中性水素観測: J1044や他の天体のハロー構造の起源解明と質量分布の測定を目的に、MeerKAT・GMRT（南アフリカ・インド）での21cm線観測提案し、採択された。うちMeerKATは観測も完了した。
また、上記の(1)-(4)の他にも、今年度は受入研究室との共同研究の論文が1本受理され、その他に2本論文誌に提出された。前職のヨーロッパでの共同研究も順調に継続することができ、国際共著論文が9本受理された。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の(1),(2),(4)について今後の推進方策は以下の通りである。
(1) データ整約の改善では、MDASでsky spectrumの手動補正を最終版にし、その整約手法の妥当性と不定性の評価を行い、整約を完了する。(2)Hαハローの検出と解析では、J1044に適応した手法をもとに、(1)の最終版のdataを用い、不定性も考慮して、全てのサンプルに対するハローの有無の統計的評価と論文化を進める。これらのサンプルに対して、顕著なハローがあるものに対しては電離度や力学の診断も行う。(4) 観測の済んでいるMeerKATのデータは、南アフリカのサーバーilifuを用いて現地の共同研究者の協力も得て整約を行う。GMRTは観測セッティングと観測を行い、観測が済んだものから整約を行う。
本課題の終了後の来年度以降は、JSPSの科研費若手研究「電波21cm線と可視光分光で探る銀河の形成初期」により、本課題のMUSEサンプルの電波観測(4)と研究をさらに発展、継続していく予定である。
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