「あかり」赤外線全天サーベイデータを用いた宇宙星形成史の統一的解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25247016
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 土井 靖生 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (70292844)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川田 光伸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50280558)
• Project Period (FY): 2013-10-21 – 2017-03-31
• Keywords: 光赤外線天文学

Outline of Annual Research Achievements

「あかり」の観測した太陽系内ダスト輻射の強度分布は、COBE等の観測からこれまで得られていた分布に比べ、より高詳細な分布を明らかにしている。既存の太陽系内ダスト分布のモデルはこの新たに明らかとなった高詳細な分布を再現するには不十分であり、「あかり」の観測した赤外線強度分布を太陽系内ダストからの輻射と銀河系を含むより遠方からの赤外線輻射とに切り分けるためには、「あかり」独自のダストモデルの構築が必要であった。このため「あかり」の観測データに基づく輻射分布の新たなモデルを構築し、「あかり」の観測強度を太陽系内のダスト輻射成分と銀河系ダストの輻射成分に分離することに成功した(Ootsubo et al., 2016)。
「あかり」遠赤外線画像の最大の特徴の１つは、銀河系内の星間ダストの温度及び柱密度の分布をこれまでに無い高い空間分解能で正確に求められることである。複数の波長で星間塵輻射スペクトルを測定する事で、従来得られていた単一温度・単一ダスト組成を仮定したシンプルな見積りよりも、より詳細な解析が可能である。「あかり」の観測強度から太陽系内のダスト輻射成分を正確に取り除くことにより、銀河系ダストの輻射強度の精密な全天マップを得た。このマップに基づく解析から、従来のダストマップに対し良好な相関を示す高空間分解能のダストマップが得られる一方で、星間物質の濃い領域と薄い領域で主にダストサイズ分布の違いに起因すると考えられるダスト輻射スペクトルの変化が存在することを明らかにし、学会発表を行った(土井他、日本天文学会2016春季年会)。今後早期の論文化、及びデータ公表を行う計画である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

太陽系内ダストの遠赤外線輻射分布について、「あかり」観測データに基くこれまでにない高詳細なモデルの作成・公表を行った。
太陽系内輻射成分を差し引くことにより得られる銀河系内ダストからの輻射分布について解析を進め、全天のダスト分布、およびダストの形質の領域毎の違いを明らかにしつつあり、現在公表のための詳細な最終チェック中である。

Strategy for Future Research Activity

銀河系内ダスト輻射の高詳細全天マップ、およびダストの形質の領域毎の違いについて、現在データ公表へ向けて最終の詳細チェック段階にある。今後早期にこれをまとめ、論文公表およびデータ公開を行う。
Herschelの観測から、赤外シラス雲中のフィラメントに沿った星形成活動の分布が示唆されている。「あかり」の観測により同定した牡牛座分子雲領域中のフィラメント構造の空間分布についての解析から、生まれたばかりの若い星とフィラメント構造との間に強い空間的相関が見られること、また若い星の天体年齢に応じた相関の明確な時間発展が見られる事が明らかとなった。これは近年の研究により星形成活動に大きく関わると考えられるフィラメント構造が、星形成の後も少なくとも数百万年にわたりその構造を大きく変化させずに存在し続けることを強く示唆する結果であり、近年盛んに研究されているフィラメント構造形成およびその内部での星形成活動に関わるモデル形成に大きな示唆を与える結果である。この内容について早期にまとめ、論文として公表する。
「あかり」データのもう一つの特徴である、全天に散らばる多数の天体の観測画像を重ね合わせ各天体に共通する特徴を抽出する統計解析(スタッキング解析)についても引き続き応用を進め、主系列星のスタッキング解析から星周低温ダスト雲の検出を行うなど、「あかり」の高感度・高詳細な観測データを活かし、これまで検出が不可能/困難であった輻射成分の検出・解析を行う解析を進める。

Remarks

UTokyo Research 高詳細な遠赤外線全天画像データを公開
http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/high-resolution-far-infrared-all-sky-image-data-release.html

Research Products

• [Int'l Joint Research] Eotvos Lorand University/Konkoly Observatory(Hungary)
  • Country Name: Hungary
  • Counterpart Institution: Eotvos Lorand University/Konkoly Observatory
• [Int'l Joint Research] University of Helsinki(Finland)
  • Country Name: Finland
  • Counterpart Institution: University of Helsinki
• [Int'l Joint Research] Universite de Toulouse/CNRS, IRAP/Institut UTINAM, CNRS(France)
  • Country Name: France
  • Counterpart Institution: Universite de Toulouse/CNRS, IRAP/Institut UTINAM, CNRS
  • # of Other Institutions: 2
• [Int'l Joint Research] IPAC, Caltech/CfA, Harvard University(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: IPAC, Caltech/CfA, Harvard University
• [Int'l Joint Research] Max-Planck-Institut fur Astronomie(Germany)
  • Country Name: Germany
  • Counterpart Institution: Max-Planck-Institut fur Astronomie
• [Int'l Joint Research]
  • # of Other Countries: 1
• [Journal Article] Image stacking analysis of SDSS galaxies with AKARI Far-Infrared Surveyor maps at 65 μm, 90 μm, and 140 μm (2016)
  • Author(s): Taizo Okabe, Toshiya Kashiwagi, Yasushi Suto, Shuji Matsuura, Yasuo Doi, Satoshi Takita, Takafumi Ootsubo
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68(2) Pages: 17(1-15)
  • DOI: 10.1093/pasj/psv132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Theory of the jitter radiation in a magnetized plasma accompanying a temperature gradient (2016)
  • Author(s): Makoto Hattori, Kazushiro Fujiki
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68(2) Pages: 28(1-14)
  • DOI: 10.1093/pasj/psw014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurements of Diffuse Sky Emission Components in High Galactic Latitudes at 3.5 and 4.9 um Using DIRBE and WISE Data (2016)
  • Author(s): K. Sano, K. Kawara, S. Matsuura, H. Kataza, T. Arai, Y. Matsuoka
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 818(1) Pages: 72 (14pp)
  • DOI: 10.3847/0004-637X/818/1/72
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Revised Wavelength and Spectral Response Calibrations for AKARI Near-Infrared Grism Spectroscopy: Cryogenic Phase (2016)
  • Author(s): S. Baba, T. Nakagawa, M. Shirahata, N. Isobe, F. Usui, Y. Ohyama, T. Onaka, K. Yano, C. Kochi
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68(2) Pages: 27(12pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psw013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The AKARI far-infrared all-sky survey maps (2015)
  • Author(s): Doi, Y., Takita, S., Ootsubo, T., Arimatsu, K., Tanaka, M., Kitamura, Y., Kawada, M., Matsuura, S., Nakagawa, T., Morishima, T., Hattori, M., Komugi, S., White, G. J., Ikeda, N., Kato, D., Chinone, Y., Etxaluze, M., Cypriano, E. F.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 67(3) Pages: 50(1-22)
  • DOI: 10.1093/pasj/psv022
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Calibration of the AKARI far-infrared all-sky survey maps (2015)
  • Author(s): Takita, S., Doi, Y., Ootsubo, T., Arimatsu, K., Ikeda, N., Kawada, M., Kitamura, Y., Matsuura, S., Nakagawa, T., Hattori, M., Morishima, T., Tanaka, M., Komugi, S.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 67(3) Pages: 51(1-8)
  • DOI: 10.1093/pasj/psv033
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Galactic cold cores VI. Dust opacity spectral index (2015)
  • Author(s): Juvela, M., Demyk, K., Doi, Y., Hughes, A., Lefèvre, C., Marshall, D. J., Meny, C., Montillaud, J., Pagani, L., Paradis, D., Ristorcelli, I., Malinen, J., Montier, L. A., Paladini, R., Pelkonen, V.-M., Rivera-Ingraham, A.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: 584 Pages: A94(1-134)
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201425269
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] AKARI and Spinning Dust: A look at microwave dust emission via the Infrared (2015)
  • Author(s): Aaron Christopher Bell, Takashi Onaka, Ronin Wu, Yasuo Doi
  • Journal Title: IAU General Assembly Volume: 22 Pages: 57267
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] Star formation in Taurus Auriga Perseus and the California nebula (2015)
  • Author(s): L Viktor Toth, Sarolta Zahorecz, Yasuo Doi, Toshikazu Onishi
  • Journal Title: L Viktor Toth, Sarolta Zahorecz, Yasuo Doi, Toshikazu Onishi Volume: 22 Pages: 56871
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] FIRST DETECTION OF [CI] 3P1-3P0 EMISSION FROM A PROTOPLANETARY DISK (2015)
  • Author(s): Takashi Tsukagoshi, Munetake Momose, Masao Saito, Yoshimi Kitamura, Yoshito Shimajiri, and Ryohei Kawabe
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 802 Pages: L7(6pp)
  • DOI: 10.1088/2041-8205/802/1/L7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SPECTRAL-LINE SURVEY AT MILLIMETER AND SUBMILLIMETER WAVELENGTHS TOWARD AN OUTFLOW-SHOCKED REGION, OMC 2-FIR 4 (2015)
  • Author(s): Yoshito Shimajiri, Takeshi Sakai, Yoshimi Kitamura, Takashi Tsukagoshi, Masao Saito, Fumitaka Nakamura, Munetake Momose, Shigehisa Takakuwa, Takahiro Yamaguchi, Nami Sakai, Satoshi Yamamoto, and Ryohei Kawabe
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 221 Pages: 31(31pp)
  • DOI: 10.1088/0067-0049/221/2/31
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Significant gas-to-dust ratio asymmetry and variation in the disk of HD 142527 and the indication of gas depletion (2015)
  • Author(s): Takayuki MUTO, Takashi TSUKAGOSHI, Munetake MOMOSE, Tomoyuki HANAWA, Hideko NOMURA, Misato FUKAGAWA, Kazuya SAIGO, Akimasa KATAOKA, Yoshimi KITAMURA, Sanemichi Z. TAKAHASHI, Shu-ichiro INUTSUKA, Taku TAKEUCHI, Hiroshi KOBAYASHI, Eiji AKIYAMA, Mitsuhiko HONDA, Hideaki FUJIWARA, and Hiroshi SHIBAI
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 67(6) Pages: 122 (1-28)
  • DOI: 10.1093/pasj/psv098
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Predicting dust extinction properties of star-forming galaxies from Hα/UV ratio (2015)
  • Author(s): Yusei Koyama, Tadayuki Kodama, Masao Hayashi, Rhythm Shimakawa, Issei Yamamura, Fumi Egusa, Nagisa Oi, Ichi Tanaka, Ken-ichi Tadaki, Satoshi Takita and Sin'itirou Makiuti
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 453(1) Pages: 879-892
  • DOI: 10.1093/mnras/stv1599
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Derivation of a Large Isotopic Diffuse Sky Emission Component at 1.25 and 2.2um from the COBE/DIRBE Data (2015)
  • Author(s): K. Sano, K. Kawara, S. Matsuura, H. Kataza, T. Arai, Y. Matsuoka
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 811(2) Pages: 77(13pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/811/2/77
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurements of the mean diffuse galactic light spectrum in the 0.95 μm to 1.65 μm band from CIBER (2015)
  • Author(s): T. Arai, S. Matsuura, J. Bock, A. Cooray, M. G. Kim, A. Lanz, D. H. Lee, H. M. Lee, J. Smidt, T. Matsumoto, T. Nakagawa, Y. Onishi, P. Korngut, M.Shirahata, K. Tsumura, M. Zemcov
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 806(1) Pages: 69(14pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/806/1/69
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Observations of the Universe in the Terahertz Range: From AKARI to SPICA (2015)
  • Author(s): T. Nakagawa
  • Journal Title: IEEE TRANSACTIONS ON TERAHERTZ SCIENCE AND TECHNOLOGY Volume: 5(6) Pages: 1133-1139
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolution of mid-infrared galaxy luminosity functions from the entire AKARI NEP-Deep field with new CFHT photometry (2015)
  • Author(s): Goto, T., Oi, N., Ohyama, Y., Malkan, M., Matsuhara, H., Wada, T., Karouzos, M., Im, M., Nakagawa, T., Buat, V., Burgarella, D., Sedgwick, C., Toba, Y., Jeong, W-.S., Marchetti, L., Maek, K., Koptelova, E., Chao, D., Wu, Y-.H., Pearson, C., Takagi, T., Lee, H. M., Serjeant, S., Takeuchi, T. T., Kim, S. J.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 452(2) Pages: 1684-1693
  • DOI: 10.1093/mnras/stv1411
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 「あかり」遠赤外線全天画像に基づく黄道光ダストバンド構造の抽出 (2016)
  • Author(s): 大坪貴文, 土井靖生 (東大総文), 瀧田怜, 川田光伸, 北村良実, 中川貴雄 (ISAS/JAXA), 松浦周 二 (関西学院大), 臼井文彦 (東大理), 有松亘 (NAOJ), 石原大助, 近藤徹 (名古屋大), 他「あかり」 チーム
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都八王子市)
  • Year and Date: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [Presentation] AKARI による遠赤外高詳細全天ダストマップ (2016)
  • Author(s): 土井 靖生, 大坪 貴文（東大総文）, 瀧田 怜, 中川 貴雄, 川田 光伸（ISAS/JAXA）, 松浦周二 （関西学院大）, 服部 誠（東北大理）, 田中 昌宏 (筑波大計算科学研究センター)
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都八王子市)
  • Year and Date: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [Presentation] AKARI FIS 全天地図による SDSS 銀河のスタック解析 (2016)
  • Author(s): 岡部泰三、柏木俊哉、須藤靖（東京大学）、松浦周二（宇宙航空研究開発機構）、土井靖生（東 京大学）、瀧田怜（宇宙航空研究開発機構）、大坪貴文（東京大学）
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都八王子市)
  • Year and Date: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [Presentation] 遠赤外線観測で探る星間ガスの加熱効率 (2016)
  • Author(s): 中川貴雄、奥田治之、巻内慎一郎、瀧田怜 (ISAS/JAXA)、土井靖生、大坪貴文（東大総文)
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都八王子市)
  • Year and Date: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [Presentation] Investigation of the X-rays features of the Fermi Bubbles by 3D MHD simulation (2016)
  • Author(s): Sabrina Coudry, Makoto Hattori
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都八王子市)
  • Year and Date: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [Presentation] 黄道ダスト・彗星ダストの中間遠赤外線観測 (2016)
  • Author(s): 大坪貴文、他
  • Organizer: サイズ分布ビッグピクチャー研究会
  • Place of Presentation: 千葉工業大学東京スカイツリータウンキャンパス（東京都墨田区）
  • Year and Date: 2016-02-11 – 2016-02-12
• [Presentation] 「あかり」遠赤外線全天マップに基づく黄道光ダストバンド構造の研究 (2016)
  • Author(s): 大坪貴文、土井靖生、瀧田怜、中川貴雄、川田光伸、北村良実、松浦周二、臼井文彦、有松亘、石原大助、近藤徹
  • Organizer: 第16回宇宙科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙科学研究所相模原キャンパス（神奈川県相模原市）
  • Year and Date: 2016-01-06 – 2016-01-07
• [Presentation] Zodiacal and Galactic dust as seen by the AKARI far-infrared all-sky survey (2015)
  • Author(s): 大坪貴文、他
  • Organizer: 第32回 Grain Formation Workshop
  • Place of Presentation: 札幌市職員共済組合定山渓保養所（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-12-09 – 2015-12-11
• [Presentation] Large-scale ISM distribution traced by the AKARI FIR All-Sky Survey (2015)
  • Author(s): 瀧田怜、他
  • Organizer: 野辺山45mレガシー銀河面サーベイ研究会2015
  • Place of Presentation: 国立天文台三鷹キャンパス(東京都三鷹市)
  • Year and Date: 2015-11-02 – 2015-11-02
• [Presentation] 「あかり」遠赤外・中間赤外線観測に基づく黄道光ダストバンド構造の検 出と小惑星起源ダストの性質の解明 (2015)
  • Author(s): 大坪貴文, 土井靖生 (東大総文), 瀧田怜, 川田光伸, 松浦周二, 北村良実, 中川貴雄 (ISAS/JAXA), 服部誠 (東北大), 有松亘 (国立天文台), 田中昌宏 (筑波大), 臼井文彦 (東大理), 石原大助, 近藤徹 (名古屋大), 他「あかり」チーム
  • Organizer: 日本天文学会2015年秋季年会
  • Place of Presentation: 甲南大学岡本キャンパス(兵庫県神戸市東灘区)
  • Year and Date: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [Presentation] Jitter radiation origin of the Galactic microwave Haze emission (2015)
  • Author(s): 服部 誠、藤木和城
  • Organizer: 服部 誠、藤木和城
  • Place of Presentation: 甲南大学岡本キャンパス(兵庫県神戸市東灘区)
  • Year and Date: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [Presentation] The interstellar medium viewed by the AKARI far-infrared all-sky survey (2015)
  • Author(s): Yasuo Doi
  • Organizer: Cosmic Dust
  • Place of Presentation: 千葉工業大学東京スカイツリータウンキャンパス（東京都墨田区）
  • Year and Date: 2015-08-17 – 2015-08-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Zodiacal dust bands observed in far-infrared with AKARI (2015)
  • Author(s): Takafumi Ootsubo, Yasuo Doi, Satoshi Takita, Fumihiko Usui, Shuji Matsuura, Takao Nakagawa, Ko Arimatsu, Masahiro Tanaka, Mitsunobu Kawada, Yoshimi Kitamura, Makoto Hattori, Toru Kondo, and Daisuke Ishihara
  • Organizer: Cosmic Dust
  • Place of Presentation: 千葉工業大学東京スカイツリータウンキャンパス（東京都墨田区
  • Year and Date: 2015-08-17 – 2015-08-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Large-scale ISM distribution traced by the AKARI FIR All-Sky Survey (2015)
  • Author(s): Yasuo Doi
  • Organizer: Star Formation 2015: From Clouds to Cores
  • Place of Presentation: 国立天文台三鷹キャンパス(東京都三鷹市)
  • Year and Date: 2015-06-29 – 2015-07-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 赤外線衛星「あかり」による黄道光微細構造の観測 (2015)
  • Author(s): 大坪貴文、他
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-27
• [Presentation] Interstellar medium viewed by AKARI and its synergy with Planck and Herschel (2015)
  • Author(s): Yasuo Doi
  • Organizer: Cold Cores 2015
  • Place of Presentation: Toulouse, France
  • Year and Date: 2015-05-08 – 2015-05-10
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] A home of AKARI FIR all-sky survey maps
  • URL: http://akari.c.u-tokyo.ac.jp/~doi/
• [Remarks] JVO
  • URL: http://jvo.nao.ac.jp/portal/top-page.do
• [Remarks] NASA LAMBDA
  • URL: http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/foreground/akari_info.cfm
• [Remarks] ESA Space in Images
  • URL: http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2015/05/Akari_view_of_the_Cygnus_region_in_the_Milky_Way
• [Remarks] ESA Space in Images, The Argo’s hidden cargo
  • URL: http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2015/07/The_Argo_s_hidden_cargo