Observational study of extremely emission line galaxies: implication for early galaxy formation and the cosmic reionization

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K14257
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 小野寺 仁人 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40778396)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 銀河進化 / 銀河 / 光赤外線天文学

Outline of Annual Research Achievements

2017年度までに、広帯域フィルターによる撮像データを用いて、静止系可視光にある[OIII]5007輝線がきわめて強い赤方偏移z=3-3.7程度の星形成銀河 (EELG) を効率よく選択する手法を確立した。2018年度は、すばる望遠鏡のMOIRCSを用いて分光学的に同定された19天体の赤方偏移3を越えるEELGについて、静止系可視光輝線および、広帯域フィルターの測光データを用いたEELGの性質の調査を開始した。2019年は前述の調査をより詳細におこない、最新のスペクトルエネルギー分布フィットコードをもちいた恒星質量や、遠方銀河の最新の文献にもとづいた星形成率、ダストによる減光量を導出した。また、得られた輝線をもちいた輝線比診断や、水素電離光子生成効率の導出をおこなった。その結果、特に恒星質量が10億太陽質量より小さな低質量EELGはより大質量のEELGに比べ、より小さなダスト減光量、より高い[OIII]輝線の等価幅、より大きな[OIII]/[OII]輝線比、より大きな水素電離高姿勢成功率を示す傾向があることがわかった。これは、低質量EELGは非常に若いバースト的な星形成活動をしており、電離光子の放出が極めて効率的におこなわれているためであると解釈した。先行研究との比較から、これらの低質量EELGの中で特に高い[OIII]輝線の等価幅と[OIII]/[OIII]輝線比を示す天体が、宇宙再電離期の銀河の性質として重要なライマン連続光の脱出率が高い銀河であると結論づけた。今後、さらなる追観測による調査をおこなうことがのぞましい。

Research Products

• [Int'l Joint Research] CEA/Saclay(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: CEA/Saclay
• [Int'l Joint Research] ETH Zurich(スイス)
  • Country Name: SWITZERLAND
  • Counterpart Institution: ETH Zurich
• [Int'l Joint Research] Cosmic Dawn Center(デンマーク)
  • Country Name: DENMARK
  • Counterpart Institution: Cosmic Dawn Center
• [Journal Article] The Typical Massive Quiescent Galaxy at z~3 is a Post-starburst (2020)
  • Author(s): D'Eugenio C., Daddi E., Gobat R., Strazzullo V., Lustig P., Delvecchio I., Jin S., Puglisi A., Calabro A., Mancini C., Dickinson M., Cimatti A., Onodera M.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 892 Pages: L2
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab7a96
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Quiescent Galaxies 1.5 Billion Years after the Big Bang and Their Progenitors (2020)
  • Author(s): Valentino F., Tanaka M., Davidzon I., Toft S., Gomez-Guijarro C., Stockmann M., Onodera M., Brammer G., Ceverino D., Faisst A. L., Gallazzi A., Hayward C. C., Ilbert O., Kubo M., Magdis G. E., Selsing J., Shimakawa R., Sparre M., Steinhardt C., Yabe K., Zabl J.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 889 Pages: 93
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab64dc
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The MUSE Atlas of Discs (MAD): Ionized gas kinematic maps and an application to diffuse ionized gas (2020)
  • Author(s): den Brok M., Carollo C. M., Erroz-Ferrer S., Fagioli M., Brinchmann J., Emsellem E., Krajnovic D., Marino R. A., Onodera M., Tacchella S., Weilbacher P. M., Woo J.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 491 Pages: 4089-4107
  • DOI: 10.1093/mnras/stz3184
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Second data release of the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2019)
  • Author(s): Aihara H. et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 71 Pages: 114
  • DOI: 10.1093/pasj/psz103
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Stellar Velocity Dispersion of a Massive Quenching Galaxy at z = 4.01 (2019)
  • Author(s): Tanaka M., Valentino F., Toft S., Onodera M., Shimakawa R., Ceverino D., Faisst A. L., Gallazzi A., Gomez-Guijarro C., Kubo M., Magdis G. E., Steinhardt C. L., Stockmann M., Yabe K., Zabl J.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 885 Pages: L34
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab4ff3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A contribution of star-forming clumps and accreting satellites to the mass assembly of z~2 galaxies (2019)
  • Author(s): Zanella A., Le Floc'h E., Harrison C. M., Daddi E., Bernhard E., Gobat R., Strazzullo V., Valentino F., Cibinel A., Sanchez Almeida J., Kohandel M., Fensch J., Behrendt M., Burkert A., Onodera M., Bournaud F., Scholtz J.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 489 Pages: 2792-2818
  • DOI: 10.1093/mnras/stz2099
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] SILVERRUSH. VIII. Spectroscopic Identifications of Early Large-scale Structures with Protoclusters over 200 Mpc at z~6-7: Strong Associations of Dusty Star-forming Galaxies (2019)
  • Author(s): Harikane Y. et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 883 Pages: 142
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2cd5
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Spectroscopic Study of a Rich Cluster at z = 1.52 with Subaru and LBT: The Environmental Impacts on the Mass-Metallicity Relation (2019)
  • Author(s): Namiki S. V., Koyama Y., Hayashi M., Tadaki K., Kashikawa N., Onodera M., Shimakawa R., Kodama T., Tanaka I., Foerster Schreiber N. M., Kurk J., Genzel R.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 877 Pages: 118
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab1b6c
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The MUSE Atlas of Disks (MAD): resolving star formation rates and gas metallicities on <100pc scales (2019)
  • Author(s): Erroz-Ferrer S., Carollo C. M., den Brok M., Onodera M., Brinchmann J., Marino R. A., Monreal-Ibero A., Schaye J., Woo J., Cibinel A., Debattista V. P., Inami H., Maseda M., Richard J., Tacchella S., Wisotzki L.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 484 Pages: 5009-5027
  • DOI: 10.1093/mnras/stz194
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 面分光で探る星形成銀河~近傍から遠方まで~ (2019)
  • Author(s): 小野寺仁人
  • Organizer: 面分光研究会2019
  • Invited