2018 Fiscal Year Annual Research Report
重力レンズ効果の高解像像復元と高赤方偏移爆発的星形成銀河の星形成機構に関する研究
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18J21092
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石田 剛 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 重力レンズ効果 / サブミリ波銀河 / アウトフロー / 空間分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自身が2016年のALMAで観測した、赤方偏移3.042の強い重力レンズ効果を受けたサブミリ波銀河（SMG）SDP.81の、[CII]高解像観測データの解析を進めた。[CII]の3Dデータキューブを像復元したところ、この銀河の[CII]放射プロファイルは、大きく分けて2つの成分から成ることが分かった。メジャー成分は、先行研究のCO観測で既に明らかにされていた銀河回転に乗った成分である一方、マイナー成分として単純な銀河回転では説明ができない、非常に大きく広がった[CII]放射も観測された。我々はこれを説明する一つのシナリオとして、球殻状に膨張する[CII]のアウトフローを提案した。SDP.81は非常に激しい星形成をしていることから、若い星々の輻射圧や、超新星爆発によって注入されるエネルギーなどによって、このようなアフトフローが惹起されたと解釈される。
また、我々が2013年のALMA Cycle 3で観測を行なった、赤方偏移1.5747に位置する、強い重力レンズ効果を受けたSMG SDP.9のCO(6-5)データを、Wong & Ishida et al. 2017として既にApJLに投稿したが、引き続きより精細なレンズモデルを構築し、CO(6-5)のデータに加えて近赤外データの像復元を行なった。ソース平面上での分布を比較してみると、ガスと星成分の分布に明らかなオフセットがあることがわかった。このようなオフセットは、SDP.81についてもHatsukade et al. 2015で示されており、この時代のSMG全般に共通した特徴である可能性がある。これを説明するシナリオとしては、ダストが濃い中心部で星成分の放射が掩蔽されている説や、あるいは銀河衝突に起因する潮汐力によって、ガスと星成分が分離した説が考えられる。
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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
SDP.81の高解像[CII]データで、アウトフローのような兆候が見えていたが、それについて幾何学的配置の精査、およびアウトフローレートやエネルギー源の導出を経て、[CII]アウトフローであると結論づけて無矛盾であることがわかったため、当初の予定通り論文化を進め、近々に査読誌に投稿できる準備が整った。
また、もう一つ研究計画として据えていた、SDP.9の高解像COデータの質量モデルをより洗練させた。その結果、ソース平面上でのガスと星成分に空間的オフセットがあることがわかり、SDP.81に加えてこのような性質がSMGとして普遍的なものである可能性を示唆した。こちらについても鋭意論文化を進行中である。
最後に、GLEANの開発についてであるが、今までの像復元手法を一新し、スパースモデリングを用いた高解像像復元手法を検討中である。
以上に鑑み、当初予定していた研究計画は概ね順調に進行していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
SDP.81の[CII]観測論文を査読誌に投稿する。また、前年度、ALMAのBand 5受信機が長基線観測をサポートしなかったため、改めてSDP.81の高分解[CI]観測提案にむけて準備を進める。[CI]はCOよりも分子ガスをよくトレースすると考えられているが、既に得られているCOから求めたガス質量と[CI]から求めたものを比較し、それを確かめる。SDP.81の[CI]観測にはALMAに新しく搭載されるBand 5受信機の長基線観測が必要であり、世界に先駆け申請者がこれを活用する。また、SDP.9やSDP.81以外の観測例を増やすため、先行研究により多波長で観測されている3つの重力レンズ天体について、同様な高分解観測を提案する。また、1年目に引き続きGLEANの開発をすすめる。周囲の研究者に利用してもらいつつ、問題点、改善点をフィードバックしてもらい改良していく。
観測提案が通りデータが届いた場合、SDP.9やSDP. 81と同様にGMCスケールでの星形成を解析し、増えたサンプルも合わせて統計的な議論をした論文を投稿する。仮に、観測提案が通らなかった場合、遠方銀河の高分解観測例はアーカイブにはほぼ無いため、近傍での同様の観測例を解析する。近傍銀河のGMCスケール観測から遠方銀河での星形成を推測、あるいは比較し、近傍遠方両面から宇宙史を通した星形成を詳しく調べる。
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Research Products
(3 results)
