激動進化期における銀河の星形成の研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K05294
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 太田 耕司 京都大学, 理学研究科, 教授 (50221825)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 銀河 / 星形成 / 銀河進化

Outline of Annual Research Achievements

交付申請書記載の研究計画(1): 当初予定通りの手法を用いて、赤方偏移1－2付近における星形成銀河での初期質量関数（IMF)を探った。その結果、近傍宇宙に見られるSalpeter IMFよりフラットな（重い星がより多く形成される）IMFを示す銀河が多く存在することが明らかになった。他の解釈の可能性も現状では否定できないが、銀河進化分野等に一石を投じることになったと考えられる。論文執筆を開始した。
研究計画(2): 野辺山45m望遠鏡で得られたCO(2-1)観測データをALMAで得ていたCO(5-4)観測データと比較して、分子ガスクランプのガス密度を求めた。その結果、分子クランプのガス密度とクランプの大きさに一定の制限がついた。しかし、CO(2-1)のデータの質が悪く明確な結論には至らなかった。ALMAのデータは残念ながら得られなかった。
研究計画(3): 典型的棒渦巻銀河NGC1300の野辺山45m電波望遠鏡による追加CO(1-0)観測を行い、また新規にNGC5383のCO(1-0)観測を行なった。いずれも棒部に分子ガスが多く存在することがはっきりした。また、棒部では腕部に比べてCO輝線の線幅が大きいこともわかり、検証しようとしいている新しい理論シナリオを支持する結果を得た。NGC1300のデータを元にALMAに観測を申請したが、残念ながら採択には至らなかった。
研究計画(4): 赤方偏移1－2付近の星形成銀河におけるガス・ダスト比を求め宇宙論的進化がある可能性を指摘。また、同赤方偏移に存在する星形成銀河に対して、初めて分子ガス質量割合を用いることで、銀河へのガス流入・流出率を明らかにした。更に、独自の手法によって、赤方偏移が0付近から4付近まの宇宙における分子ガス密度を算出し、宇宙の星形成の歴史が宇宙の分子ガス密度の進化とよく符号することを明らかにした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究計画(1)については、論文化に多少手間取っており、遅れ気味である。
研究計画(2)は、データの質があまりよくなく、はっきりした結論が得がたく停滞気味である。
研究計画(3)は、理論シミュレーショングループとの議論を予定していたが、代表者が学内外の用務で予想外に多忙で実現しなかった。野辺山での観測は進んだが、ALMAによる観測提案も採択されなかった。
研究計画(4)は、予想していたよりは多くの非常に面白い結果が得られた。
従って、全般的にやや遅れ気味と判断した。

Strategy for Future Research Activity

研究計画(1)については、論文執筆を急ぎたい。
研究計画(2)については、新たに観測を申請する必要があるが、研究協力者の確保が課題となるかもしれない。
研究計画(3)は、観測は今後も進めていくとして、理論との比較を充実したい。

Causes of Carryover

進捗状況に記載したように、理論シミュレーションのグループと議論する予定であったが、多忙で調整がつかず実施できなかったことが一つの原因である。また、論文出版費ももっとかかる予定だったが、共著者の中に支払い可能な人がいてそちらで負担してもらった分も大きい。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度は、日程調整をして、シミュレーションを行なっている研究者とのつっこんだ議論を行ないたい。また研究成果発表ももう少し増やしたいと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Evolution of Cosmic Molecular Gas Mass Density from z~0 to z =1-1.5 (2017)
  • Author(s): Maeda, F., Ohta, K., Seko, A.
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 835 Pages: 120(5pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/2/120
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Extremely Red Submillimeter Galaxies: New z >4-6 Candidates Discovered using ALMA and Jansky VLA (2017)
  • Author(s): Ikarashi, S., Ivison, R. J., Caputi, K. I., Nakanishi, K., Lagos, C. D. P., Ashby, M. L. N., Aretxaga, I., Dunlop, J. S., Hatsukade, B., Hughes, D. H., Iono, D., Izumi, T., Kawabe, R., Kohno, K., Motohara, K., Ohta, K., Tamura, Y., Umehata, H., Wilson, G. W., Yabe, K., Yun, M. S.
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 835 Pages: 286(15pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/2/286
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Constraint on the inflow/outflow rates in star-forming galaxies at z~1.4 (2016)
  • Author(s): Seko, A., Ohta, K., Yabe, K., Hatsukade, B., Akiyama, M., Tamura, N., Iwamuro, F., Dalton, G.
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 833 Pages: 53(5pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/1/53
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Gas-to-dust ratios in massive star-forming galaxies at z~ 1.4 (2016)
  • Author(s): Seko, A., Ohta, K.., Yabe, K.., Hatsukade, B., Aono, Y., Iono, D.
  • Journal Title: Publ. Astron. Soc. Japan Volume: 68 Pages: 62(7pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psw060
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] SXDF-ALMA 2 arcmin2 Deep Survey: 1.1-mm Number Counts in a Blank Field (2016)
  • Author(s): Hatsukade, B., Kohno, K., Umehata, H., Aretxaga, I., Caputi, K. I., Dunlop, J. S., Ikarashi, S., Iono, D., Ivison, R. J., Lee, M., Makiya, R., Matsuda, Y., Motohara, K., Nakanishi, K., Ohta, K., Tadaki, K., Tamura, Y., Wang, W.-H., Wilson, G. W., Yamaguchi, Y., Yun, M. S.
  • Journal Title: Publ. Astron. Soc. Japan Volume: 68 Pages: 36(8pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psw026
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Subaru FMOS galaxy redshift survey (FastSound). II. The emission line catalog and properties of emission line galaxies (2016)
  • Author(s): Okada, H., Totani, T., Tonegawa, M., Akiyama, M., Dalton, G., Glazebrook, K., Iwamuro, F., Ohta, K., Takato, N., Tamura, N., Yabe, K., Bunker, A. J., Goto, T., Hikage, C., Ishikawa, T., Okumura, T., Shimizu, I.
  • Journal Title: Publ. Astron. Soc. Japan Volume: 68 Pages: 47(17pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psw043
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Subaru FMOS galaxy redshift survey (FastSound). IV. New constraint on gravity theory from redshift space distortions at z~1.4 (2016)
  • Author(s): Okumura, T., Hikage, C., Totani, T., Tonegawa, M., Okada, H., Glazebrook, K., Blake, C., Ferreira, P. G., More, S., Taruya, A., Tsujikawa, S., Akiyama, M., Dalton, G., Goto, T., Ishikawa, T., Iwamuro, F., Matsubara, T., Nishimichi, T., Ohta, K., Shimizu, I., Takahashi, R., Takato, N., Tamura, N., Yabe, K., Yoshida, N.
  • Journal Title: Publ. Astron. Soc. Japan Volume: 68 Pages: 38(24pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psw029
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 大規模近赤外分光サンプルで明らかにする銀河環境とガス金属量との関係 (2017)
  • Author(s): 矢部清人、太田耕司、他
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-18 – 2017-03-18
• [Presentation] z=0.1-0.2の一般的な星形成銀河における分子ガスの性質 (2017)
  • Author(s): 世古明史、太田耕司、他8名
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-17
• [Presentation] 宇宙の分子ガス密度の進化２ (2017)
  • Author(s): 前田郁弥、太田耕司、世古明史
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-17
• [Presentation] ガンマ線バースト母銀河における分子ガス探査 (2017)
  • Author(s): 廿日出文洋、太田耕司、他5名
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-17
• [Presentation] 極端に輝線等価幅の大きい近傍矮小銀河の可視光面分光観測 (2017)
  • Author(s): 松林和也、太田耕司、長尾透、嘉数悠子
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-18
• [Presentation] 分子ガス観測から制限するz~1.4における星形成銀河のガスの流入率・流出率 (2017)
  • Author(s): 世古明史、太田耕司、他6名
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-18
• [Presentation] Constraint on the inflow/outflow rates in star-forming galaxies at z~1.4 from molecular gas observations (2016)
  • Author(s): Seko, A., Ohta, K., Yabe, K., Hatsukade, B., Akiyama, M., Tamura, N., Iwamuro, F., and Dalton, G.
  • Organizer: The galaxy life-cycle : From activity to quiescence, and back, across cosmic times
  • Place of Presentation: ベニス(イタリア）
  • Year and Date: 2016-10-24 – 2016-10-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 分子ガス密度の宇宙論的進化 (2016)
  • Author(s): 前田郁弥、太田耕司、世古明史
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-16
• [Presentation] 棒渦巻銀河の棒部における星形成の抑制 (2016)
  • Author(s): 太田耕司、世古明史、青野佑弥、羽部朝男、藤本裕輔、馬場淳一
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • Year and Date: 2016-09-14 – 2016-09-14