Variety of star formation in barred spiral galaxies based on the large-scale molecular-gas imaging survey of nearby galaxies

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K14251
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 村岡 和幸 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40571287)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 近傍銀河 / 分子ガス / 星形成

Outline of Annual Research Achievements

令和元年度は、渦巻銀河における星形成効率の空間変化をもたらす要因を追究すべく、さらなる解析を行った。
計画初年度では、空間分解した分子ガスの速度分散が大きいほど星形成が抑制される（星形成効率が低くなる）ことを明らかにしたが、それでは分子ガスの速度分散が大きくなる原因は何なのか？という観点のもとで、銀河を特徴づけるさまざまなパラメータとの比較を試みた。しかし、銀河の早期型や晩期型、また渦巻腕のアームクラスといったパラメータとは、明確な相関が見られなかった。
そこで今度は恒星の分布に着目したところ、近赤外線光度から算出した星の質量面密度が大きいほど、その領域での分子ガスの速度分散が大きくなる傾向があることを初めて発見した。これは棒構造や渦巻腕といった銀河の構造に関係なく、星の質量面密度という単一のパラメータで分子ガスの速度分散を説明しうることを示唆する結果でもあった。
星の質量面密度と分子ガス速度分散の相関についての物理的な起源はまだ明らかにできていない。しかし、星の質量面密度が大きい領域では、その恒星系を支えるために星の速度分散が大きくなり、それに引きずられて分子ガスの速度分散が大きくなる、という説明は考えられる。観測的には、星の速度分散と分子ガスの速度分散の相関関係を数100パーセクの空間スケールで調べていく必要があるだろう。
最終年度にして解決すべき課題を新たに発見する形にはなったものの、星の質量面密度と分子ガスの速度分散という一見さほど関係がなさそうな二つのパラメータに明確な相関を見出したこと自体は、本研究計画開始当初は想定していなかった大きな達成項目であった。

Research Products

• [Journal Article] CO Multi-line Imaging of Nearby Galaxies (COMING). III. Dynamical effect on molecular gas density and star formation in the barred spiral galaxy NGC?4303 (2019)
  • Author(s): Yajima Yoshiyuki, Sorai Kazuo, Kuno Nario, Muraoka Kazuyuki, Miyamoto Yusuke, Kaneko Hiroyuki, Nakanishi Hiroyuki, Nakai Naomasa et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71 Pages: S13
  • DOI: 10.1093/pasj/psz022
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CO multi-line imaging of nearby galaxies (COMING). IV. Overview of the project (2019)
  • Author(s): Sorai Kazuo, Kuno Nario, Muraoka Kazuyuki, Miyamoto Yusuke, Kaneko Hiroyuki, Nakanishi Hiroyuki, Nakai Naomasa et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71 Pages: S14
  • DOI: 10.1093/pasj/psz115
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CO Multi-line Imaging of Nearby Galaxies (COMING). VI. Radial variations in star formation efficiency (2019)
  • Author(s): Muraoka Kazuyuki, Sorai Kazuo, Miyamoto Yusuke, Yoda Moe, Morokuma-Matsui Kana, Kobayashi Masato I N, Kuroda Mayu, Kaneko Hiroyuki, Kuno Nario, Takeuchi Tsutomu T, Nakanishi Hiroyuki et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71 Pages: S15
  • DOI: 10.1093/pasj/psz015
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING (28) : 空間分解した星質量－星形成率関係から見る銀河内部での星形成活動と分子ガスの割合 (2020)
  • Author(s): 梶川明祐実, 徂徠和夫, 諸隈佳菜, 竹内努, 矢島義之, 久野成夫, 村岡和幸, 宮本 祐介, 金子紘之,Dragan Salak, 田中隆広, 保田敦司, 大森清顕,Suchetha Cooray, 北條妙, 施文
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING (26): CO(J=2-1)/CO(J=1-0) 輝線強度比と銀河の星形成活動 (2019)
  • Author(s): 矢島義之 , 徂徠和夫 , 宮本祐介 , 村岡和幸 , 久野成夫
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] NRO レガシープロジェクト COMING(27)：銀河環境間の分子ガス、星質量中心集中度の比較 (2019)
  • Author(s): 金子紘之, 宮本祐介, 徂徠和夫, 矢島義之, 柴田修吾, 梶川明祐実, 八嶋裕, 久野成夫, 田中隆広, 保田敦司, 諸隈佳菜, 竹内努, 村岡和幸, 中井直正, Dragan Salak, 瀬田益道, 中西裕之, Pan Hsi-An
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会