An observational study of the evolution of supermassive black holes through the combination of the Subaru HSC survey and multi-wavelength dataset

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H03958
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 長尾 透 愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 教授 (00508450)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 光学赤外線天文学 / 銀河進化 / 巨大ブラックホール / 電波銀河 / 多波長天文学

Outline of Annual Research Achievements

平成28年度には、各種サンプル構築に必要な準備を行った。静止系紫外線のカラーで選択されるクェーサーについては、サーベイの完全性を見積もる方法について従来考慮されていなかった効果を新たに考慮する事により信頼性を向上させた。具体的には、クェーサースペクトルの形状の光度依存性をサーベイ完全性の見積もりに反映させる新たな方法を考案した (Niida, Nagao, et al. 2016)。またすばる望遠鏡HSCを用いてクェーサー探査を行うためにHSCのデータやその解析ソフトウェアの挙動を正しく理解するための基本的な調査を進め、HSCサーベイに基づくクェーサー探査の初期成果を出版した (Matsuoka et al. 2016)。一方、エックス線を用いた活動銀河核選択をHSCサーベイの天域内で行えるようにするため、近年の広域エックス線サーベイであるXXL計画、および近年中に打ち上げが予定されているエックス線宇宙望遠鏡eROSITA計画の両計画の関係者との相談を進め、共同研究に向けた調整を行った。特にeROSITA計画の関係者と詳細な情報交換を行うため、ミュンヘンで行われたeROSITA会議に出席して関係者との調整を進めた。赤外線宇宙望遠鏡WISEによる広域中間赤外線データとHSC可視光データを組み合わせて選択する塵に覆われた進化途上の活動銀河核については既に選択方法を確立済であるため、データを用いた天体選出までを完了させ、空間分布に関する統計的性質を論文にまとめ出版した (Toba, Nagao, et al. 2016)。また電波帯で明るい電波銀河を選択するために、HSCのデータと広域電波サーベイFIRSTのデータをどう組み合わせればよいか検討した。具体的には、両データのマッチングによりFIRST源の可視対応天体を選出する際にマッチング条件をどう定めるかによりサンプルの完全性および誤混入の程度が変わるため、様々な場合を試みることで、できるだけ誤混入を避けつつサーベイの完全性を向上させる条件を特定した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本計画で特に注目している、静止系紫外線のカラーにより選択されるクェーサー、エックス線で選択される活動銀河核、中間赤外線を用いて選ばれる塵に覆われた進化途上の活動銀河核、電波帯での強度に着目して選択される電波銀河という各種天体について、それぞれの選択方法の吟味および必要な基礎調査を着実に遂行することができている。更に、一部については初期成果に基いて統計的性質の報告を査読付論文の形で行うことができている。なお、全ての天体種族について可視光データとしてすばる望遠鏡HSCで取得された可視光広域撮像データを使用するが、データのクオリティが良すぎる場合にデータの一部がパイプラインにより適切に解析されないことが判明したため、HSCチームと相談しながら問題が生じている天域やその対応方法などについて理解を深めた。この件の影響により本計画の一部に若干の遅れが発生したが、全体の成果創出との関係ではほとんど問題とはなっていない。以上の理由により、本計画はおおむね順調に進展していると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度のうちに、天体選出に関する基本的調査を終えて天体選出の方針が固まったため、平成29年度以降には実際の天体選出を進めてサンプル構築を進める。静止系紫外線のカラーにより選択されるクェーサー、エックス線で選択される活動銀河核、中間赤外線を用いて選ばれる塵に覆われた進化途上の活動銀河核、電波帯での強度に着目して選択される電波銀河のそれぞれについて、すばるHSCサーベイの初期データと多波長広域データを組み合わせることで構築したサンプルの統計的性質を調査し、その結果を取りまとめて査読付論文の形で公表する。こうした解析を進める上で、一部は綿密な国際協力に基いて進める必要があるため、必要に応じて国外の研究機関に渡航して調整や議論を進める。選択された天体のうち特に興味深いものについては、可視光・赤外線・ミリ波における分光フォローアップ観測を行う必要が生じるため、これを遂行するための観測提案活動を進める。また以上の活動により得られた多波長情報を組み合わせて、巨大ブラックホール進化の全貌解明に向けた解析を進める。

Research Products

• [Int'l Joint Research] プリンストン大学/カリフォルニア大学/ハワイ大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: プリンストン大学/カリフォルニア大学/ハワイ大学
• [Int'l Joint Research] 台湾中央研究院/国立精華大学(台湾)
  • Country Name: その他の国・地域
  • Counterpart Institution: 台湾中央研究院/国立精華大学
• [Int'l Joint Research] フィレンツェ大学/アルチェトリ天文台(イタリア)
  • Country Name: ITALY
  • Counterpart Institution: フィレンツェ大学/アルチェトリ天文台
• [Int'l Joint Research] ケンブリッジ大学(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: ケンブリッジ大学
• [Int'l Joint Research] ソウル国立大学(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: ソウル国立大学
• [Journal Article] ALMA Reveals Strong [C II] Emission in a Galaxy Embedded in a Giant Lyα Blob at z = 3.1 (2017)
  • Author(s): Umehata Hideki、Matsuda Yuichi、Tamura Yoichi、Kohno Kotaro、Smail Ian、Ivison R. J.、Steidel Charles C.、Chapman Scott C.、Geach James E.、Hayes Matthew、Nagao Tohru、Ao Yiping、Kawabe Ryohei、Yun Min S.、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 834 Pages: id.L16
  • DOI: 10.3847/2041-8213/834/2/L16
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] OUTFLOW AND METALLICITY IN THE BROAD-LINE REGION OF LOW-REDSHIFT ACTIVE GALACTIC NUCLEI (2017)
  • Author(s): Shin Jaejin、Nagao Tohru、Woo Jong-Hak
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 835 Pages: id.24
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/1/24
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CLUSTERING OF INFRARED-BRIGHT DUST-OBSCURED GALAXIES REVEALED BY THE HYPER SUPRIME-CAM ANDWISE (2017)
  • Author(s): Toba Yoshiki、Nagao Tohru、Kajisawa Masaru、Oogi Taira、Akiyama Masayuki、Ikeda Hiroyuki、Coupon Jean、Strauss Michael A.、Wang Wei-Hao、Tanaka Masayuki、Niida Mana、Imanishi Masatoshi、Lee Chien-Hsiu、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 835 Pages: id.36
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/1/36
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] THE FMOS-COSMOS SURVEY OF STAR-FORMING GALAXIES AT z~1.6. IV. EXCITATION STATE AND CHEMICAL ENRICHMENT OF THE INTERSTELLAR MEDIUM (2017)
  • Author(s): Kashino D.、Silverman J. D.、Sanders D.、Kartaltepe J. S.、Daddi E.、Renzini A.、Valentino F.、Rodighiero G.、Juneau S.、Kewley L. J.、Zahid H. J.、Arimoto N.、Nagao T.、Chu J.、Sugiyama N.、Civano F.、Ilbert O.、Kajisawa M.、Le F?vre O.、Maier C.、Masters D.、Miyaji T.、Onodera M.、Puglisi A.、Taniguchi Y.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 835 Pages: id.88
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/1/88
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Fast outflows and star formation quenching in quasar host galaxies (2016)
  • Author(s): Carniani S.、Marconi A.、Maiolino R.、Balmaverde B.、Brusa M.、Cano-Diaz M.、Cicone C.、Comastri A.、Cresci G.、Fiore F.、Feruglio C.、La Franca F.、Mainieri V.、Mannucci F.、Nagao T.、Netzer H.、Piconcelli E.、Risaliti G.、Schneider R.、Shemmer O.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 591 Pages: id.A28
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201528037
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] An effective selection method for low-mass active black holes and first spectroscopic identification (2016)
  • Author(s): Morokuma Tomoki、Tominaga Nozomu、Tanaka Masaomi、Yasuda Naoki、Furusawa Hisanori、Taniguchi Yuki、Kato Takahiro、Jiang Ji-an、Nagao Tohru、Kuncarayakti Hanindyo、Morokuma-Matsui Kana、Ikeda Hiroyuki、Blinnikov Sergei、Nomoto Ken'ichi、Kokubo Mitsuru、Doi Mamoru
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Pages: id.40
  • DOI: 10.1093/pasj/psw033
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). I. Discovery of 15 Quasars and Bright Galaxies at 5.7<z<6.9 (2016)
  • Author(s): Matsuoka Yoshiki、Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Iwasawa Kazushi、Strauss Michael A.、Nagao Tohru、Imanishi Masatoshi、Niida Mana、Toba Yoshiki、Akiyama Masayuki、Asami Naoko、Bosch James、Foucaud Sebastien、Furusawa Hisanori、Goto Tomotsugu、Gunn James E.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 828 Pages: id.26
  • DOI: 10.3847/0004-637X/828/1/26
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Metal Abundances across Cosmic Time (MACT) Survey. II. Evolution of the Mass-metallicity Relation over 8 Billion Years, Using [OIII]4363A-based Metallicities (2016)
  • Author(s): Ly Chun、Malkan Matthew A.、Rigby Jane R.、Nagao Tohru
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 828 Pages: id.67
  • DOI: 10.3847/0004-637X/828/2/67
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Revisiting the Completeness and Luminosity Function in High-redshift Low-luminosity Quasar Surveys (2016)
  • Author(s): Niida Mana、Nagao Tohru、Ikeda Hiroyuki、Matsuoka Kenta、Kobayashi Masakazu A. R.、Toba Yoshiki、Taniguchi Yoshiaki
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 832 Pages: id.208
  • DOI: 10.3847/0004-637X/832/2/208
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NEAR-INFRARED SPECTROSCOPY OF NEARBY SEYFERT GALAXIES: IS THERE EVIDENCE FOR SHOCK EXCITATION IN NARROW-LINE REGIONS? (2016)
  • Author(s): Terao K.、Nagao T.、Hashimoto T.、Yanagisawa K.、Matsuoka K.、Toba Y.、Ikeda H.、Taniguchi Y.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 833 Pages: id.190
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/2/190
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 初期宇宙における巨大ブラックホールの探査 (2017)
  • Author(s): 長尾透
  • Organizer: 第 4 回白眉学際研究ワークショ ップ (京都大学, 2017年3月)
• [Presentation] A new survey for radio galaxies with HSC-FIRST (2017)
  • Author(s): Nagao, T.
  • Organizer: 新学術領域「なぜ宇宙は 加速するのか？ 徹底的究明と将来への挑戦」シンポジウム (高エネルギー加速器研究機構, 2017年3月)
• [Presentation] “Stellar mass and star formation rate relation of infrared-bright dust-obscured galaxies selected with AKARI far-infrared all-sky survey (2017)
  • Author(s): Toba, Y., Nagao, T., Wang, W. -H., Matsuhara, H., Akiyama, M., Goto, T., Koyama, Y., Ohyama, Y., Yamamura, I.
  • Organizer: 日本天文学会 2017 年春季年会 (九州大学, 2017年3月)
• [Presentation] Subaru / Hyper Suprime-Cam を用いた高赤方偏移における低光度クェーサー探査 (2017)
  • Author(s): 仁井田真奈, 長尾透, 池田浩之, 秋山正幸, 松岡健太, 鳥羽儀樹, 小林正和, 谷口義明, HSC project 51 team
  • Organizer: 日本天文学会 2017 年春季年会 (九州大学, 2017年3月)
• [Presentation] SPICA による 銀河進化研究の検討状況 (2017)
  • Author(s): 長尾透, 山田亨, 松原英雄, 中川貴雄, 和田武彦, 河野孝太郎, 尾中敬, 左近樹, 金田英宏, 大藪進喜, 鈴木仁研, 江上英一, 芝井広, 今西昌俊, SPICA チーム
  • Organizer: 日本天文学会 2017 年春季年会 (九州大学, 2017年3月)
• [Presentation] AGN studies through East-Asia collaborations (2017)
  • Author(s): Nagao, T.
  • Organizer: Subaru international partnership science and instrumentation workshop (NAOJ, March 2017)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Subaru Wide-Field AGN Survey with HSC: Overview and Initial Results (2016)
  • Author(s): Nagao, T.
  • Organizer: International Conference "eROSITA/CAASTRO/4MOST Workshop: Follow-up of Wide-area X-ray Surveys" (Ringberg Castle, April 2016)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] HSC-SSP View of Dust Obscured Galaxies (2016)
  • Author(s): Toba, Y., Nagao, T., Strauss, M., Kajisawa, M., Goto, T., Imanishi, M., the HSC-DOGs team
  • Organizer: 銀河進化研究会2016 (東北大学, 2016年6月)
• [Presentation] HSC-Wide field における z~5 低光度クェーサー探査 (2016)
  • Author(s): 仁井田真奈, 長尾透, 池田浩行, 秋山正幸, 松岡健太, 鳥羽儀樹, 小林正和, 谷口義明
  • Organizer: 銀河進化研究会2016 (東北大学, 2016年6月)
• [Presentation] 近赤外線分光観測に基づく近傍セイファート銀河の狭輝線領域における電離メカニズムへの制限 (2016)
  • Author(s): 寺尾航暉, 長尾透, 橋本哲也, 柳澤顕史, 松岡健太, 鳥羽儀樹, 池田浩行, 谷口義明
  • Organizer: 銀河進化研究会2016 (東北大学, 2016年6月)
• [Presentation] HSC-FIRST radio galaxy survey. I. Selection and initial results (2016)
  • Author(s): Nobuhara, K., Nagao, T., the HSC Project 41 members
  • Organizer: HSC collaboration meeting (U. Tokyo, August 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The faint end of the quasar luminosity function at z~5 explored with the HSC-SSP data (2016)
  • Author(s): Niida, M., Nagao, T., Ikeda, H., Akiyama, M., Matsuoka, K., Toba, Y., Kobayashi, M., Taniguchi, Y.
  • Organizer: HSC collaboration meeting (U. Tokyo, August 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 近赤外線分光観測に基づく近傍セイファート銀河の狭輝線領域における電離メカニズムへの制限 (2016)
  • Author(s): 寺尾航暉, 長尾透, 橋本哲也, 柳澤顕史, 松岡健太, 鳥羽儀樹, 池田浩之, 谷口義明
  • Organizer: 研究会「面分光で解き明かす銀河の形成と進化」(国立天文台, 2016年9月)
• [Presentation] HSC-FIRST radio galaxy survey. I. Selection and initial results (2016)
  • Author(s): 延原広大, 長尾透, 鳥羽儀樹, 仁井田真奈, HSC project 41 members
  • Organizer: 2016年日本天文学会秋季年会 (愛媛大学, 2016年9月)
• [Presentation] Two-point angular correlation function of Dust Obscured Galaxies discovered by HSC and WISE (2016)
  • Author(s): Toba, Y., Nagao, T., Kajisawa, M., Oogi, T., Ikeda, H., Wang, W. -H., Matsuhara, H., HSC-DOGs project members
  • Organizer: 2016年日本天文学会秋季年会 (愛媛大学, 2016年9月)
• [Presentation] Search for Hyperluminous Infrared Dust-obscured Galaxies Selected with WISE and SDSS (2016)
  • Author(s): Toba, Y., Nagao, T.
  • Organizer: East-Asia AGN Workshop 2016 (Seoul National U., September 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Near-infrared spectroscopy of Seyfert galaxies for examining the ionization mechanism of narrow-line regions (2016)
  • Author(s): Terao, K., Nagao, T., Hashimoto, T., Yanagisawa, K., Matsuoka, K., Toba, Y., Ikeda, H., Taniguchi, Y.
  • Organizer: East-Asia AGN Workshop 2016 (Seoul National U., September 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HSC-FIRST radio galaxy survey: Selection and initial results (2016)
  • Author(s): Nobuhara, K., Nagao, T., the HSC Project 41 members
  • Organizer: East-Asia AGN Workshop 2016 (Seoul National U., September 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The faint end of the quasar luminosity function at z~5 explored with the Subaru Hyper Suprime-Cam data (2016)
  • Author(s): Niida, M., Nagao, T., Ikeda, H., Akiyama, M., Matsuoka, K., Toba, Y., Kobayashi, M., Taniguchi, Y.
  • Organizer: East-Asia AGN Workshop 2016 (Seoul National U., September 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Quasar-LBG Two-point Angular Cross-correlation Function at z~4 in the COSMOS Field (2016)
  • Author(s): Ikeda, H., Nagao, T., Matsuoka, K., Taniguchi, Y., Kajisawa, M., Akiyama, M.
  • Organizer: East-Asia AGN Workshop 2016 (Seoul National U., September 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Studying the redshift evolution of narrow-line regions in the active galactic nucleus (2016)
  • Author(s): Nitta, Y., Nagao, T., Terao, K., Kawasaki, K., Matsuoka, K.
  • Organizer: East-Asia AGN Workshop 2016 (Seoul National U., September 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HSC データに基づく z~5 低光度クェーサー探査の進捗及び分光 follow-up 観測の結果 (2016)
  • Author(s): 仁井田真奈, 長尾透, 池田浩之, 秋山正幸, 松岡健太, 鳥羽儀樹, 小林正和, 谷口義明
  • Organizer: SWANS 理論班検討会 (呉市, 2016年10月)
• [Presentation] 可視光輝線診断による低金属量 AGN 探査 (2016)
  • Author(s): 川崎光太, 長尾透, 鳥羽儀樹, 寺尾航暉
  • Organizer: 初代星・初代銀河研究会 2016 (金沢市, 2016年10月)
• [Presentation] SHELLQs [CII] observations (2016)
  • Author(s): 泉拓磨, 長尾透
  • Organizer: 銀河微細構造輝線勉強会 (大阪産業大学, 2016年11月)
• [Presentation] Near-infrared spectroscopy of Seyfert galaxies for examining the ionization mechanism of narrow-line regions (2016)
  • Author(s): Terao, K., Nagao, T., Hashimoto, T., Yanagisawa, K., Matsuoka, K., Ikeda, H., Toba, Y., Taniguchi, Y
  • Organizer: The 6th Subaru International Conference "Panoramas of the Evolving Cosmos" (Hiroshima, November 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Studying the redshift evolution of narrow-line regions in the active galactic nucleus (2016)
  • Author(s): Nitta, Y., Nagao, T., Terao, K., Kawasaki, K., Matsuoka, K.
  • Organizer: The 6th Subaru International Conference "Panoramas of the Evolving Cosmos" (Hiroshima, November 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] What determines the quasar outflow?: Statistical analysis of rest-frame UV spectra of BOSS quasars (2016)
  • Author(s): Kawasaki, K., Nagao, T., Toba, Y., Terao, K., Matsuoka, K.
  • Organizer: The 6th Subaru International Conference "Panoramas of the Evolving Cosmos" (Hiroshima, November 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Optical properties of Dust-Obscured Galaxies viewed with Hyper Suprime-Cam (2016)
  • Author(s): Noboriguchi, A., Nagao, T., Niida, M., Nobuhara, K., Toba, Y., Matsuoka, Y., Onoue, M.
  • Organizer: The 6th Subaru International Conference "Panoramas of the Evolving Cosmos" (Hiroshima, November 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The faint end of the quasar luminosity function at z~5 explored with the Subaru Hyper Suprime-Cam data (2016)
  • Author(s): Niida, M., Nagao, T., Ikeda, H., Akiyama, M., Toba, Y., Matsuoka, K., Kobayashi, M., Taniguchi, Y.
  • Organizer: The 6th Subaru International Conference "Panoramas of the Evolving Cosmos" (Hiroshima, November 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HSC-FIRST radio galaxy survey: Selection and initial results (2016)
  • Author(s): Nobuhara, K., Nagao, T.
  • Organizer: The 6th Subaru International Conference "Panoramas of the Evolving Cosmos" (Hiroshima, November 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Clustering properties of infrared bright dust-obscured galaxies selected with HSC and WISE (2016)
  • Author(s): Toba, Y., Nagao, T., Kajisawa, M., Oogi, T., Akiyama, M., Ikeda, H., Coupon, J., Strauss, M. A., Wang, W. -H., Tanaka, M., Niida, M., Imanishi, M., Lee, C. -H., Matsuhara, H., Matsuoka, Y., Onoue, M., Terashima, Y., Ueda, Y., Harikane, Y., Komiyama, Y., Miyazaki, S., Noboriguchi, A., Usuda, T.
  • Organizer: The 6th Subaru International Conference "Panoramas of the Evolving Cosmos" (Hiroshima, November 2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 輝線診断による低金属量 AGN 探査 (2016)
  • Author(s): 川崎光太, 長尾透, 鳥羽儀樹, 寺尾航暉, 松岡健太
  • Organizer: 超巨大ブラックホール研究推進連絡会第 4 回ワークショップ (東京大学, 2016年12月)
• [Presentation] Optically faint quasar survey at z~5 in the CFHTLS wide field (2016)
  • Author(s): 池田浩之, 長尾透, 松岡健太, 川勝望, 諸隈智貴
  • Organizer: 超巨大ブラックホール研究推進連絡会第 4 回ワークショップ (東京大学, 2016年12月)
• [Funded Workshop] East-Asia AGN Workshop 2016 (Seoul National U., September 2016) (2016)