大質量銀河形成を支配する電波ジェットの実体解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K13968
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 山下 拓時 国立天文台, ハワイ観測所, 特任研究員 (20800759)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 銀河 / 活動銀河核 / ブラックホール / 電波 / 光赤外線 / 大規模データ

Outline of Annual Research Achievements

現在の宇宙で見られる大質量銀河は宇宙初期には既に形成されていたことが近年示されており、このような早期に形成した銀河のさらなる質量成長を停止させる機構が必要とされている。電波銀河の放つ電波ジェット機構は有力候補である。遠方宇宙における電波銀河の探索と銀河形成との関連の調査は、大質量銀河形成を電波ジェットによる質量成長抑制の観点から理解する上で欠かせない。令和3年度は、すばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam (HSC)サーベイデータと電波サーベイアーカイブデータを用いて遠方電波銀河サンプルを構築し、このサンプルに対して可視光線分光観測を行った。すばる望遠鏡の観測時間を取得し、目標であった赤方偏移決定の観測を冬に実施した。観測データ解析の結果、サンプル天体の一部は目論見通り高赤方偏移天体であることを確認し、サンプル選出の妥当性を確かめた。現在はさらに詳細にデータ解析を続けており、今年度中を目標に観測結果を論文としてまとめ発表する。また分光確認天体の拡大を目的に、大型望遠鏡による分光追観測を引き続き提案している。分光観測に加えて令和3年度は測光学的赤方偏移情報を使い、遠方電波銀河のまた周辺環境を調査した。赤方偏移4の遠方電波銀河サンプルに対して、その周囲の銀河密度環境をHSCサーベイデータを用いて調査し論文として発表した。HSCサーベイデータを用いた本課題の利点の一つとして、遠方電波銀河サンプル構築とともに周囲の銀河情報も同時に取得できる点があり、密度環境調査はこの利点を活用したものである。結果は、暗い電波銀河はその時代の平均的な銀河よりも銀河が密集した環境下に存在することを示した。さらに付随するハローの質量も比較的大質量であることも明らかにした。このことは、暗い遠方電波銀河は現在の宇宙で見られる大質量銀河団へと進化することを示唆するものである。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の目標であった、遠方電波銀河サンプルの大型可視望遠鏡での分光同定観測は予定通り実施できた。次年度は分光観測データをまとめ、論文として出版することが可能だと判断した。

Strategy for Future Research Activity

分光観測データの解析を進め、その結果を用いて遠方宇宙での電波銀河の個数密度を導出する。個数密度を電波ジェットを持つ大質量銀河の進化予測と比較し、電波ジェットによる星形成への負のフィードバック効果が働いているかを評価する。これらの結果を分光結果とともに論文として発表する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Bath/University College London(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: University of Bath/University College London
• [Int'l Joint Research] NSF's NOIRLab(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: NSF's NOIRLab
• [Int'l Joint Research] ASIAA(その他の国・地域)
  • Country Name: その他の国・地域
  • Counterpart Institution: ASIAA
• [Journal Article] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS). VI. Distant Filamentary Structures Pointed Out by High-z Radio Galaxies at z ~ 4 (2022)
  • Author(s): Uchiyama Hisakazu、Yamashita Takuji、Toshikawa Jun、Kashikawa Nobunari、Ichikawa Kohei、Kubo Mariko、Ito Kei、Kawakatu Nozomu、Nagao Tohru、Toba Yoshiki、Ono Yoshiaki、Harikane Yuichi、Imanishi Masatoshi、Kajisawa Masaru、Lee Chien-Hsiu、Liang Yongming
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 926 Pages: 76～76
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac441c
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] GREX-PLUSによる電波銀河観測 (2022)
  • Author(s): 山下拓時
  • Organizer: GREX-PLUS サイエンス検討会 FY2021
  • Invited
• [Presentation] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS): z = 0.3 － 1.4 の電波銀河周辺環境の統計的理解 (2022)
  • Author(s): 内山 久和 (愛媛大), 山下 拓時 (国立天文台), 長尾 透, 久保 真理子, 鍛冶澤 賢 (愛媛大), 市川 幸平, 登口 暁 (東北大), 鳥羽 儀樹 (京都大), 石川 将吾 (国立天文台), 川口 俊宏 (尾道大), 川勝 望 (呉高 専), Chien-Hsiu Lee (NOIRLab), and WERGS members
  • Organizer: 日本天文学会2022年春季年会
• [Presentation] Radio galaxies in the early universe found in Subaru HSC-SSP (2021)
  • Author(s): Takuji Yamashita
  • Organizer: ALMA-J Seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS): z ~ 4 の暗い電波銀河周辺環境の統計的理解 (2021)
  • Author(s): 内山 久和 (愛媛大), 山下 拓時 (国立天文台), 利川 潤 (Bath univ.), 柏川 伸成 (東京大), 市川 幸平 (東北大), 久保 真理子, 長尾 透, 鍛冶澤 賢 (愛媛大), 鳥羽 儀樹 (京都大), 伊藤 慧, Yongming Liang (総研大), 川勝 望 (呉高専), 小野 宜昭, 播金 優一 (宇宙線研), 今西 昌俊 (国立天文台), Chien-Hsiu Lee (NOIRLab)
  • Organizer: 日本天文学会2021年秋季年会