2021 Fiscal Year Research-status Report
Study on chemical composition of high-redshift quasars
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18K13577
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西村 優里 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (90816191)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 銀河進化 / クェーサー / 星間化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題の実施4年目にあたる今年度は、高赤方偏移クェーサーのよい比較対象である近傍の超高光度赤外線銀河の高空間分解観測データの解析結果を論文にまとめる作業に取り組んだ。
近傍ULIRGの中心領域では大量のガスが供給されることで活発な星形成や大質量ブラックホールへの質量降着が起こり（フィーディング）、そうした中心核の活動によりアウトフローが駆動される（フィードバック）。ALMAで取得されたHCNおよびHCO+分子輝線の高感度・高空間分解データでは、これらのフィーディング・フィードバックが生じている領域でHCN/HCO+輝線強度比が他の領域よりも数倍高くなっていることが見出された。HCN/HCO+輝線強度比が高くなる要因としては、ガスの温度・密度の変化によって、HCNを生成する化学反応が促進されて分子の存在量が増すことと、分子の励起状態が変わりHCN輝線の輻射効率が高まることの2つが考えられる。観測されたHCN/HCO+輝線強度比の高まりを説明する上で、これらの要因のどちらがどの程度重要になるか、化学モデル計算と輻射輸送計算により検討を行なった。結果として、励起状態の違いのみに起因する輝線強度の変化は比較的限られており、HCNの存在量の増加が輝線強度比を高める上で重要であること、HCNの存在量の増加には高温環境下で促進される化学反応が鍵になることが明らかになった。観測データの基本的な解析結果と合わせ、この点についても論文にまとめて出版したい。
また、Cloverleafクェーサーと同程度の赤方偏移に位置するサブミリ波銀河Eyelashは、クェーサーとは異なる活動性を持つため興味深い研究対象である。このEyelashに対するALMAでのラインサーベイ観測が実施され、Cloverleafクェーサーで得られているスペクトルと同等の周波数帯のデータを得た。現在はこの解析も進めている。
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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
本研究課題では、赤方偏移2.56に位置するCloverleafクェーサーの分子化学組成を明らかにすること、その分子組成を近傍の高光度赤外線銀河やその他の高赤方偏移銀河と比較して特徴付けること、分子組成をもとにクェーサーの物理状態について示唆を得ることの3つを目標として掲げてきた。これまでに行なった観測と解析により、これらの3つの課題についてはどれも想定以上の成果を得ることができたと考えている。近傍の高光度赤外線銀河との比較に関しては、当初の想定を上回る質と量の観測データにより、高光度赤外線銀河におけるフィーディング・フィードバックについてそれ自体重要な結果を得ることができた。またCloverleafクェーサーの物理状態については、モデルにより重力レンズ効果を差し引く解析にも取り組むことで、銀河の力学的特徴についても計画以上に調べることができた。これらの成果は国内・国際研究会での講演により発表を行なっており、また投稿論文の形でも発表できるよう準備を進めている。以上を考慮して、研究は順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに計画していた観測・解析はひととおり完了しており、今後はこれらの結果を論文として出版することに集中して取り組む予定である。また、これまでに得られた成果から着想を得てALMAでの観測提案を行ない、新たに観測データが得られているものもある。具体的には、異なるタイプの高赤方偏移銀河Eyelashでのラインサーベイ観測、近傍の高光度赤外線銀河での他の分子種に着目した観測が進行中で、順次データが得られている。本研究課題の発展という位置づけで、これらの研究は今後重要なものになると期待しており、本来の計画を超える内容ではあるが、これらの新しいデータの解析にも取り組みたい。
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| Causes of Carryover |
パンデミックの影響で、研究会がオンラインで開催されるなど、旅費として予定していた支出が抑えられることとなった。
この分の予算を論文の出版費用及び解析に必要な端末・ストレージなどの物品購入費に充て、有効に活用する。
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