Comprehensive understanding of the formation history of structures in the Universe

• Project/Area Number: 22K21349
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (International Leading Research )
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 宮崎 聡 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (20290885)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 栗田 光樹夫 京都大学, 理学研究科, 准教授 (20419427) ; 宮武 広直 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (20784937) ; 小山 佑世 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (40724662) ; 長峯 健太郎 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (50714086) ; 美濃和 陽典 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (60450194) ; 大栗 真宗 千葉大学, 先進科学センター, 教授 (60598572) ; 西澤 淳 岐阜聖徳学園大学, DX推進センター, 准教授 (70402435) ; 児玉 忠恭 東北大学, 理学研究科, 教授 (80343101) ; 本原 顕太郎 国立天文台, 先端技術センター, 教授 (90343102) ; 播金 優一 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (90896903)
• Project Period (FY): 2022-12-20 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥688,610,000 (Direct Cost: ¥529,700,000、Indirect Cost: ¥158,910,000); Fiscal Year 2028: ¥43,940,000 (Direct Cost: ¥33,800,000、Indirect Cost: ¥10,140,000); Fiscal Year 2027: ¥67,340,000 (Direct Cost: ¥51,800,000、Indirect Cost: ¥15,540,000); Fiscal Year 2026: ¥71,630,000 (Direct Cost: ¥55,100,000、Indirect Cost: ¥16,530,000); Fiscal Year 2025: ¥71,630,000 (Direct Cost: ¥55,100,000、Indirect Cost: ¥16,530,000); Fiscal Year 2024: ¥71,630,000 (Direct Cost: ¥55,100,000、Indirect Cost: ¥16,530,000); Fiscal Year 2023: ¥312,650,000 (Direct Cost: ¥240,500,000、Indirect Cost: ¥72,150,000); Fiscal Year 2022: ¥49,790,000 (Direct Cost: ¥38,300,000、Indirect Cost: ¥11,490,000)
• Keywords: 天文学 / 銀河 / ブラックホール / 宇宙の大規模構造 / ELT / 初代星 / 銀河進化 / 構造形成 / 可視赤外望遠鏡

Outline of Research at the Start

本事業では、宇宙の最初に誕生した星を、世界最高精度の望遠鏡を駆使して探査し、その後どのような過程を経て、我々が住む銀河系や銀河団が誕生したのかを多角的にアプローチする。日本が持つ高い技術開発力と、すばる望遠鏡のユニークなデータセットを武器に、これから主導を取る海外の巨大望遠鏡を利用した国際共同研究に参画し、その中で日本の若手研究者を中堅的な役割を果たせるよう育成していく。
若手育成においては我々が独自に考案した持続可能な育成プログラム(M3eX)により、日本の天文学コミュニティ全体に波及させる。また渡航先も拡大させ、定期的な研究会を開催することで、日本の当該分野におけるプレゼンスを高める。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、宇宙の最初期に誕生した星がやがて銀河を形成し、その中でどのように大質量ブラックホールが形成され、やがて銀河団へと成長してきたのか、という宇宙の様々な時代における構造の形成史について、最新の観測機器を用いて統一的・連続的に理解することにある。我が国の研究者はこれまでに主としてすばる望遠鏡の観測装置を用い、世界の一線級の成果をあげてきているが、本研究の目標を達成するにはすばる望遠鏡だけでは不十分である。そこで、国立天文台・名古屋大学・千葉大学・大阪大学・京都大学・東北大学に所属する、理論・観測・実験という幅広い分野にまたがる研究者組織を構築した。そして、米アリゾナ大学、米プリンストン大学、伊国立天文学研究所、豪国立大学等の研究者と共同研究を推進することで合意した。JWST、Rubin、Roman, ELT等の世界最高峰の次世代観測装置を使って研究している、あるいは新装置を開発中の研究機関に若手研究者を送り込み、我が国の国際化を図るとともに、光赤外線天文学分野における世界のトップランナーの地位を次の時代においても堅持することを目標としている。当分野の院生の長期海外渡航経験率は現状では10%程度であるが、これを本課題研究完了時までに50%に引き上げることを目標とし、更にプログラム終了後も若手研究者によるセルフメンター制を構築することで、持続可能な国際化の潮流を作ることを目指す。

Current Status of Research Progress

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

Reason

2023年1月に当科研費の採択を受けて本共同研究が発足した。これまでに月例の共同研究会議を開催し、研究方針・スケジュールの確認等を行ってきた。また、2023年5月31日、6月1、2日に国立天文台(三鷹)において、国内外の共同研究者を招いて、「国際先導研究Kickoff Meeting」を開催すべく、準備を進めてきている。2022年度内に4名の大学院生・ポスドクが、米アリゾナ大学、米プリンストン大学、米カリフォルニア工科大学、米カリフォルニア大学に、総計112日滞在し、共同研究を行った。

Strategy for Future Research Activity

申請書に記載した研究計画に沿って。海外研究機関に拠点を構築し、着実に共同研究を進める予定である。

Research Products

• [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS) (2023)
  • Author(s): Ota N.、Nguyen-Dang N. T.、Mitsuishi I.、Oguri M.、Klein M.、Okabe N.、Ramos-Ceja M. E.、Reiprich T. H.、Pacaud F.、Bulbul E.、Bruggen M.、Liu A.、Migkas K.、Chiu I.、Ghirardini V.、Grandis S.、Lin Y.-T.、Miyatake H.、Miyazaki S.、Sanders J. S.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: 669 Pages: A110-A110
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202244260
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Statistics of Galactic-scale Quasar Pairs at Cosmic Noon (2023)
  • Author(s): Shen Yue、Hwang Hsiang-Chih、Oguri Masamune、Chen Nianyi、Matteo Tiziana Di、Ni Yueying、Bird Simeon、Zakamska Nadia、Liu Xin、Chen Yu-Ching、Kratter Kaitlin M.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 943 Issue: 1 Pages: 38-38
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aca662
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Two Lensed Star Candidates at z ~ 4.8 behind the Galaxy Cluster MACS J0647.7+7015 (2023)
  • Author(s): Meena Ashish Kumar,,Oguri Masamune (11th),,, (29 authors in total)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 944 Issue: 1 Pages: L6-L6
  • DOI: 10.3847/2041-8213/acb645
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spatially Resolved Stellar Populations of 0.3 <~ z <~ 6.0 Galaxies in WHL 0137?08 and MACS 0647+70 Clusters as Revealed by JWST: How Do Galaxies Grow and Quench over Cosmic Time? (2023)
  • Author(s): Abdurro’uf,,, Oguri, Masamune (12 th),, (23 authors in total)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 945 Issue: 2 Pages: 117-117
  • DOI: 10.3847/1538-4357/acba06
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Comprehensive Study of Galaxies at z >~ 9 ~ 16 Found in the Early JWST Data: Ultraviolet Luminosity Functions and Cosmic Star Formation History at the Pre-reionization Epoch (2023)
  • Author(s): Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Oguri Masamune、Ono Yoshiaki、Nakajima Kimihiko、Isobe Yuki、Umeda Hiroya、Mawatari Ken、Zhang Yechi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 265 Issue: 1 Pages: 5-5
  • DOI: 10.3847/1538-4365/acaaa9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Gas and Stellar Content of a Metal-poor Galaxy at z = 8.496 as Revealed by JWST and ALMA (2023)
  • Author(s): Heintz K. E.、Harikane Yuichi (9 th) ( 30 authors in total)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 944 Issue: 2 Pages: L30-L30
  • DOI: 10.3847/2041-8213/acb2cf
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] An ~ 600 pc View of the Strongly Lensed, Massive Main-sequence Galaxy J0901: A Baryon-dominated, Thick Turbulent Rotating Disk with a Clumpy Cold Gas Ring at z = 2.259 (2023)
  • Author(s): Liu Daizhong、Schreiber N. M. Forster、Genzel R.、Lutz D.、Price S. H.、Lee L. L.、Baker Andrew J.、Burkert A.、Coogan R. T.、Davies R. I.、Davies R. L.、Herrera-Camus R.、Kodama Tadayuki、Lee Minju M. ,、Nestor A.、Pulsoni C.、Renzini A.、Sharon Chelsea E.、Shimizu T. T.、Tacconi L. J.、Tadaki Ken-ichi、Ubler H.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 942 Issue: 2 Pages: 98-98
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aca46b
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research