海外高性能望遠鏡を用いた観測によるミリ波・光・赤外線天文学の研究

• 研究課題/領域番号: 05041070
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 学術調査
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 古在 由秀 国立天文台, 台長 (70012789)
• 研究分担者: 林 左絵子 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 助手 (90183912) ; 中桐 正夫 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 助手 (00124678) ; 西村 徹郎 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 助教授 (90260017) ; 高遠 徳尚 国立天文台, 大型光学赤外線望遠鏡計画推進部, 助手 ; 唐牛 宏 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 助教授 (30221196) ; 田村 元秀 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 助手 (00260018) ; 家 正則 国立天文台, 大型光学赤外線望遠鏡計画推進部, 教授 (30111446) ; 山下 卓也 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 助手 (00211631) ; GATLEY Ian 国立光学天文台(米国), 主任研究員 ; 田中 培生 東京大学, 理学部, 助手 (70188340) ; 若松 謙一 岐阜大学, 教養部, 教授 (30021801) ; 出口 修至 国立天文台, 電波天文学研究系, 助手 (20197825) ; 吉井 譲 国立天文台, 位置天文・天体力学研究系, 助教授 (00158388) ; 岡村 定矩 東京大学, 理学部, 教授 (20114423) ; 谷口 義明 東北大学, 理学部, 助教授 (40192637) ; 舞原 俊憲 京都大学, 理学部, 助教授 (90025445) ; 長田 哲也 京都大学, 理学部, 助手 (80208016) ; 海部 宣男 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 教授 (50011630) ; 佐藤 修二 名古屋大学, 理学部, 教授 (50025483)
• 研究期間 (年度): 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 1993年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: スターバースト銀河 / 活動銀河核 / 星間物質 / 銀河団 / 水素分子吸収線 / 原始銀河探査 / 天文観測機器開発 / 赤方偏移サーベイ

研究概要

長田哲也、小林尚人、出口修至、若松謙一、谷口義明の延べ6名を観測に送り、可視光、赤外、電波の波長領域で観測を行なった.観測対象は 1)星間物質(長田、小林、出口)、2)銀河(谷口)、3)銀河団(若松)である.
□長田と小林は、チリ共和国にあるアメリカ国立光学天文台セロトロロ観測所1.5m赤外線望遠鏡で、自ら開発製作した赤外プリズム分光偏光観測器PASP-2を搭載して、銀河中心部にある赤外線源の3μm帯分光偏光観測を行い、星間塵の性質を調べた。その結果、近赤外域の偏光は、従来から知られているように"べき乗":α〜-1.8で表現できるが、それよりも長い波長では、偏光量の超過があることを見いだした。この超過は星間吸収とも対応しており、これらの結果から、星間偏光は、近赤外では電子吸収散乱が主な要因であるが、長い波長になるとフォトン吸収散乱によるものと考えている。
□出口は、マサチュウセッツ工科大学ヘイシュタック観測所の口径37m電波望遠鏡で、周波数22GHzの水素メーザー源NGC4258の直線偏波の測定を行った。この頃アメリカ東海岸一帯を襲った熱波によって、機械も天気もともにトラブルが生じて、総計2時間しか観測が出来なかったが、直線偏波の大きさが30%以下であることを押さえた。この結果からNGC4258の高速メーザー発生に関するモデルに制限を与えることが出来るだろう。
□若松は、チリ共和国にあるアメリカ国立光学天文台セロトロロ観測所の1.5m望遠鏡及びアメリカ合衆国のリック天文台3.0m望遠鏡を使って、それ以前に若松-マルカンによって発見されていた、全天で3番目に明るいX線源「へびつかい座銀河団」周辺の銀河の赤方偏移サーベイを行った。この結果、新たな数個の銀河団を発見して、それらが一体としなって「へびつかい座銀河団」を形成しており、かつ「ヘラクレス超銀河団」と"ウオール構造"を通じて結ばれている可能性が高いことを突き止めた。
□谷口は、アメリカ合衆国マウナケア天文台JCMTサブミリ波望遠鏡で、スターバースト銀河の中心領域の波長870μm:CO(J=3-2)の観測を行い、野辺山宇宙電波観測所45m電波望遠鏡によるCO(J=1-0)の観測と比較して、CO(J=3-2)/CO(J=1-0)が0.9±0.2となることを見いだした。この値はわれわれの銀河系の値0.4±0.2に比べて有意に高く、スターバースト銀河核に存在する分子ガスが少なくとも25K以上に暖められていることを定量的に明らかにした。JCMT、野辺山ともにそのビーム幅は15秒角と同じであり、初めての信頼性の高い結果である。
□谷口は、ハワイ大学のL.カウイ博士らとともに、UH88望遠鏡にNICMOS3カメラを搭載して、ISO(赤外線衛星天文台)で観測するのと同じ天域のK-バンド(2.2μm)探査を行った。今回は20時間の積分を行い、次回の30時間積分と加えてk=23等級までの微光天体の同定を行う予定である。この23等級は世界で最も深い探査であり、原始銀河探査及び観測的宇宙論の分野に大きなインパクトを与えるものと期待される。
□佐藤は、今後の海外高性能望遠鏡による観測の調査を行うためにアメリカ合衆国中部の、大学中型望遠鏡3カ所(ワイオミング、ミネソタ、ニューメキシコ)を訪問して、学長、学部長、台長と国際協力一般について懇談し、さらに研究者と望遠鏡の性能とオペレーションの実際を調査した。特に、わが国が観測装置を持ち込んで観測することについての可能性を尋ねた。ワイオミング大学はジェルム山口径2.3m赤外線望遠鏡が夏季(6〜10月)週間程度、ミネソタ大学はレモン山口径1.5m赤外線望遠鏡が春秋各10日づつ計40日程度が使用可能であることが判明した。ニューメキシコ大学では新設のアパッチポイント口径3.5m及び1.0m望遠鏡による赤外線観測に強い興味を示したが、いづれも光仕様の望遠鏡であり、このままでは赤外線観測に向かないと判断した。しかし副鏡ごと製作する可能性を考えれば、将来大きな展望が開ける可能性がある。これら中型専用望遠鏡による長期間観測も今後のわが国の光赤外ミリ波観測天文学にとって新たな展望をもちうることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] T.Nagata: "Blight Near-Infrared Sources within 1° of the Galactic center.I.Survey and 1〜20micron Photometry" The Astrophysical Journal.406. 501-511 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Shiba: "Detection of Water Vapor in T Tauri Stars" Astrophysical Journal Supplement.89. 299-319 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Nagata: "Spectropolarimetry of Five Objects toward the Galactic center from 1.4 to 4.2 Microns" Astrophysical Journal,Letters. (印刷中).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Wakamatsu: "Structure of Polar Ring Galaxies:Shock waves in the Gas of Polar rings" Astronomical Journal.105. 1457-1464 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Wakamatsu: "A Polar Nuclear Dark Lane in Barred Spiral M83" Astronomical Journal.107. 1018-1021 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Taniguchi: "^<12>CO(3-2) & (1-0) Emission Line Observations of Nearby Starburst Nuclei" The Astrophysical Journal. (印刷中). (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Taniguchi: "^<12>CO(3-2) & (1-0) Emission Line Observations of Nearby Starburst Nuclei" The Astrophysical Journal. (印刷中). (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.Deguchi: "Stimulated Raman Scattering as an explanation for the Extreme High Velocity Features of Water Maser Emission." The Astrophysical Journal. 420. 551-557 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Nagata: "Blight Near-Infrared Sources within 1ﾟ of the Galactic center. I. Survey and 1-20micron Photometry" The Astrophysical Journal. 406. 501-511 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Shiba: "Detection of Water Vapor in T Tauri Stars" Astrophysical Journal Supplement. 89. (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Nagata: "Spectropolarimetry of Five Objects toward the Galactic center from 1.4 to 4.2 Microns" Astronophysical Journal, Letters. (in press). (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Wakamatsu: "Structure of Polar Ring Galaxies : Shock waves in the Gas of Polar rings" Astronomical Journal.105. 1457-1464 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Wakamatsu: "A Polar Nuclear Dark Lane in Barred Spiral M83" Astronomical Journal.107. 1018-1021 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Taniguchi: "^<12>CO(3-2) & (1-0) Emission Line Observations of Nearby Starburst Nuclei" The Astrophycal Journal. 107. No.6 in press (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Taniguchi: "A Search for Primeval Galaxies & Quasars with ISO" Evolution of the Universe and Its Observational Quest. (in press). (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.Deguchi: "Stimulated Raman Scattering as an explanation for the Extreme High Velocity Features of Water Maser Emission." The Astrophysical Journal. 420. 551-557 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より