ミリ波および可視の広視野観測で明かす遠方クエーサー周囲の銀河密度と再電離への寄与

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K14752
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小野 宜昭 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (60631116)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 銀河進化 / 高赤方偏移銀河 / 多波長観測 / 機械学習

Outline of Annual Research Achievements

今年度は新型コロナウイルス感染症の影響もあって，採択されていた観測は残念ながら実行されなかった．また，今年度はミリ波干渉計ALMAの観測提案の機会すら失われてしまった．そこで代わりの観測プログラムとして，観測提案する機会のあったカール・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡群VLAに，すばる望遠鏡の広視野可視カメラHyper Suprime-Cam（HSC）で発見した，活動銀河核を持つ可能性のある高赤方偏移にある明るい星形成銀河に対する電波観測を提案したところ，無事に採択された．高赤方偏移銀河にあるCO分子ガスからの輝線をターゲットにした観測であり，分子ガス質量や星形成効率への制限が得られると期待される．これまでに半分程度の観測が実行されており，残りの観測が実行されるのを待っている段階である．同じCO分子ガスのより高い励起状態からの遷移輝線はすでにALMAで観測されており，その結果と合わせて星間ガスの物理状態についても議論したいと考えている．
また，今年度はすばる望遠鏡の広視野可視カメラHyper Suprime-Cam（HSC）の広帯域フィルターと狭帯域フィルターによる撮像データに対して機械学習技術のひとつである畳み込みニューラルネットワークを適用することで，高赤方偏移にある大規模なLya輝線銀河サンプルを効率よく構築し，その手法と成果を論文にまとめて査読雑誌に投稿した．今後，その大規模サンプルをもとに，空間的なLya輝線プロファイルなどの統計的な性質を議論していく予定である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定ほど順調にはサブミリ波・ミリ波の観測データを取得できなかった．しかし一方で予定していなかった電波観測が採択され，一部は既に実行された．また，機械学習技術を応用した高赤方偏移銀河選択の手法とその成果を論文にまとめることができた．

Strategy for Future Research Activity

ALMAでのミリ波観測結果を論文にまとめて報告する．また，VLAによる電波観測データを整約し，その結果を論文にまとめて報告する．

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の影響で観測旅費や研究会参加のための旅費がかからなかったため，当初の見込みより旅費を低く抑えることができた．先々はまだ不透明なままであるが，次年度使用学は主に観測や研究会参加などのための費用として使用する予定である．

Research Products

• [Int'l Joint Research] Scuola Normale Superiore(イタリア)
  • Country Name: ITALY
  • Counterpart Institution: Scuola Normale Superiore
• [Int'l Joint Research] NOIRLab/Princeton University(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: NOIRLab/Princeton University
• [Int'l Joint Research] Leiden Observatory(オランダ)
  • Country Name: NETHERLANDS
  • Counterpart Institution: Leiden Observatory
• [Int'l Joint Research] University of Copenhagen(デンマーク)
  • Country Name: DENMARK
  • Counterpart Institution: University of Copenhagen
• [Int'l Joint Research] Institut Teknologi Bandung(インドネシア)
  • Country Name: INDONESIA
  • Counterpart Institution: Institut Teknologi Bandung
• [Int'l Joint Research]
  • # of Other Countries: 1
• [Journal Article] Early Low-mass Galaxies and Star-cluster Candidates at z~6-9 Identified by the Gravitational-lensing Technique and Deep Optical/Near-infrared Imaging (2020)
  • Author(s): Kikuchihara Shotaro、Ouchi Masami、Ono Yoshiaki、Mawatari Ken、Chevallard Jacopo、Harikane Yuichi、Kojima Takashi、Oguri Masamune、Bruzual Gustavo、Charlot St?phane
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 893 Pages: id.60, 12pp
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab7dbe
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Three-dimensional Distribution Map of H i Gas and Galaxies around an Enormous Lyα Nebula and Three QSOs at z = 2.3 Revealed by the H i Tomographic Mapping Technique (2020)
  • Author(s): Mukae Shiro、Ouchi Masami、Cai Zheng、Lee Khee-Gan、Prochaska J. Xavier、Cantalupo Sebastiano、Ono Yoshiaki、Zheng Zheng、Nagamine Kentaro、Suzuki Nao、Silverman John D.、Misawa Toru、Inoue Akio K.、Hennawi Joseph F.、Matsuda Yuichi、Mawatari Ken、Sugahara Yuma、Kojima Takashi、Shibuya Takatoshi、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 896 Pages: id.45, 11pp
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab8db7
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Large Population of ALMA Galaxies at z > 6 with Very High [O iii] 88 μm to [C ii] 158 μm Flux Ratios: Evidence of Extremely High Ionization Parameter or PDR Deficit? (2020)
  • Author(s): Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Inoue Akio K.、Matsuoka Yoshiki、Tamura Yoichi、Bakx Tom、Fujimoto Seiji、Moriwaki Kana、Ono Yoshiaki、Nagao Tohru、Tadaki Ken-ichi、Kojima Takashi、Shibuya Takatoshi、Egami Eiichi、Ferrara Andrea、Gallerani Simona、Hashimoto Takuya、Kohno Kotaro、Matsuda Yuichi、Matsuo Hiroshi、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 896 Pages: id.93, 19pp
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab94bd
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS). III. Discovery of a z = 4.72 Radio Galaxy with the Lyman Break Technique (2020)
  • Author(s): Yamashita Takuji、Nagao Tohru、Ikeda Hiroyuki、Toba Yoshiki、Kajisawa Masaru、Ono Yoshiaki、Tanaka Masayuki、Akiyama Masayuki、Harikane Yuichi、Ichikawa Kohei、Kawaguchi Toshihiro、Kawamuro Taiki、Kohno Kotaro、Lee Chien-Hsiu、Lee Kianhong、Matsuoka Yoshiki、Niida Mana、Ogura Kazuyuki、Onoue Masafusa、Uchiyama Hisakazu
  • Journal Title: The Astronomical Journal Volume: 160 Pages: id.60, 8pp
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab98fe
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Extremely Metal-poor Representatives Explored by the Subaru Survey (EMPRESS). I. A Successful Machine-learning Selection of Metal-poor Galaxies and the Discovery of a Galaxy with M* < 106 Msun and 0.016 Zsun (2020)
  • Author(s): Kojima Takashi、Ouchi Masami、Rauch Michael、Ono Yoshiaki、Nakajima Kimihiko、Isobe Yuki、Fujimoto Seiji、Harikane Yuichi、Hashimoto Takuya、Hayashi Masao、Komiyama Yutaka、Kusakabe Haruka、Kim Ji Hoon、Lee Chien-Hsiu、Mukae Shiro、Nagao Tohru、Onodera Masato、Shibuya Takatoshi、Sugahara Yuma、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 898 Pages: id.142, 30pp
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aba047
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dual Supermassive Black Holes at Close Separation Revealed by the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2020)
  • Author(s): Silverman John D.、Tang Shenli、Lee Khee-Gan、Hartwig Tilman、Goulding Andy、Strauss Michael A.、Schramm Malte、Ding Xuheng、Riffel Rogemar A.、Fujimoto Seiji、Hikage Chiaki、Imanishi Masatoshi、Iwasawa Kazushi、Jahnke Knud、Kayo Issha、Kashikawa Nobunari、Kawaguchi Toshihiro、Kohno Kotaro、Luo Wentao、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 899 Pages: id.154, 12pp
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aba4a3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Observations of the Lyman-α Universe (2020)
  • Author(s): Ouchi Masami、Ono Yoshiaki、Shibuya Takatoshi
  • Journal Title: Annual Review of Astronomy and Astrophysics Volume: 58 Pages: 617～659
  • DOI: 10.1146/annurev-astro-032620-021859
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CHORUS. I. Cosmic HydrOgen Reionization Unveiled with Subaru: Overview (2020)
  • Author(s): Inoue Akio K、Yamanaka Satoshi、Ouchi Masami、Iwata Ikuru、Shimasaku Kazuhiro、Taniguchi Yoshiaki、Nagao Tohru、Kashikawa Nobunari、Ono Yoshiaki、Mawatari Ken、Shibuya Takatoshi、Hayashi Masao、Ikeda Hiroyuki、Zhang Haibin、Liang Yongming、Lee Chien-Hsiu、Hilmi Miftahul、Kikuta Satoshi、Kusakabe Haruka、et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 72 Pages: id.101, 17pp
  • DOI: 10.1093/pasj/psaa100
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research