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3次元輻射輸送によるクェーサー吸収線系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 11640225
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 天文学
研究機関筑波大学

研究代表者

梅村 雅之  筑波大学, 物理学系・計算物理学研究センター, 教授 (70183754)

研究分担者 中本 泰史  筑波大学, 物理学系・計算物理学研究センター, 助手 (60261757)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード宇宙論 / クェーサー / 輻射輸送 / 銀河形成 / 宇宙再電離 / 宇宙密度ゆらぎ / ライマン・アルファ吸収線 / 流体力学 / 銀河形式
研究概要

クェーサースペクトルに見られるLyα吸収線系は,宇宙の局所的高密度領域を見ているという考えが注目されてきた。しかし,これまでの解析では,非一様宇宙の中での電離光子の伝播は正確に扱われてこなかった。我々は,非一様宇宙における電離光子の伝播とそれに伴う宇宙再電離過程を調べるために,3次元輻射輸送計算を行った。この計算結果を用い,観測されているスペクトルと同等のクェーサー吸収線系をシミュレートし,観測と直接比較するによって宇宙の再電離過程についての知見を得た。まず,Lyα吸収線系の解析によって,いわゆるGunn-Peterson効果は,低分散分光観測をした場合の吸収線のoverlapping効果としてしか現れず,波長分解能1万以上の観測では,Continum Depression(D_A)が宇宙の電離状態を表す良い指標になることがわかった。観測されている100近いクェーサースペクトルから,D_Aはz〜4を境に,赤方偏移の増加と共に急激に1に近づくため,宇宙再電離の時期がこの辺りであることが示唆される。しかし,シミュレーションとの比較の結果,宇宙再電離の時期は,この急激な増加の時期には対応しておらず,z_<reion>>7でなければならないことがわかった。さらに,宇宙背景紫外線強度がz>4で急激に弱くなっていなければならないことも明らかになった。一方で,Lyαは高密度宇宙では減衰が強く起りすぎるため,高赤方偏移の電離状態を細かく調べるのには不向きであることも判明した。例えば宇宙が99%以上電離された状態にあっても,LyαのContinum DepressionはD_A〜1になってしまう。よって,z>4の宇宙の物質状態を詳しく知るには,(1)輝線が観測でき,(2)Lyαよりオパシティが小さく,(3)ダストによる減光が小さい,という3条件を満たす輻射性遷移を用いるのが理想的であると言える。3番目の条件は,高赤方偏移天体がダストで覆われている可能性が高いことを考慮したものである。この3条件に最も適合したものはHαである。実際,Hα吸収線系をシミュレートした結果,HαのContinum Depressionは,宇宙の再電離史を良くトレースできることがわかった。4<z<10では,Hα吸収線系の波長は,すばるIRCSでの観測が可能な波長帯に入る。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] F.Nakamura, M.Umemura: "On the Initial Mass Function of Population III Stars"Astrophysical Journal. 548. 19-31 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakamoto, M.Umemura, H.Susa: "The Effects of Radiative Transfer on the Reionization of an Inhomogeneous Universe"Mon. Not. Roy. Astron. Soc.. 321. 593-604 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kitayama, H.Susa, M.Umemura, S.Ikeuchi: "Criteria for the Formation of Population III Objects in the Ultraviolet Background Radiation"Mon. Not. Roy. Astron. Soc.. 326. 1353-1366 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ohsuga, M.Umemura: "Formation of Obscuring Walls by Radiation Force from Circumuclear Starbursts and Implications for Starburst-Active Galactic Nucleus Connection"Astrophysical Journal. 559. 157-166 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Umemura: "A Radiation-Hydrodynamical Model for Supermassive Black Hole-to-Bulge Mass Relations and Quasar Formation"Astrophysical Journal Letters. 560. L29-L332 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Umemura, H.Susa: "The Physics of Galaxy Formation"Astronomical Society of the Pacific. 434 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Nakamura, M. Umemura: "On the Initial Mass Function of Population III Stars"Astrophysical Journal. 548. 19-31 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakamoto, M. Umemura, H. Susa: "The Effects of Radiative Transfer on the Reionization of an Inhomogeneous Universe"Mon. Not. Roy. Astron. Soc.. 321. 593-604 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kitayama, H. Susa, M. Umemura, S. Ikeiichi: "Criteria for the Formation of Population III Objects in the Ultraviolet Background Radiation"Mon. Not. Roy. Astron. Soc.. 326. 1353-1366 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Ohsuga, M. Umemura: "Formation of Obscuring Walls by Radiation Force from Circumnuclear Starbursts and Implications for Starburst-Active Galactic Nucleus Connection"Astrophysical Journal. 559. 157-166 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Umemura: "A Radiation-Hydrodynamical Model for Supermassive Black Hole-to-Bulge Mass Relations and Quasar Formation"Astrophysical Journal Letters. 560. L29-L32 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Nakamura, M. Umemura: "On the Initial Mass Function of Population III Stars"Astrophysical Journal. 548. 19-31 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Nakamoto, M. Umemura, H. Susa: "The Effects of Radiative Transfer on the Reionization of an Inhomogeneous Universe"Mon. Not. Roy. Astron. Soc.. 321. 593-604 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K. Ohsuga, M. Umemura: "Circumnuclear Obscuration of the Circinus Galaxy by a Starburst-Radiation Supported Wall"Astronomy & Astrophysics. 371. 890-894 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Kitayama, H. Susa, M. Umemura, S. Ikeuchi: "Criteria for the Formation of Population III Objects in the Ultraviolet Background Radiation"Mon. Not. Roy. Astron. Soc.. 326. 1353-1366 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K. Ohsuga, M. Umemura: "Formation of Obscuring Walls by Radiation Force from Circumnuclear Starbursts and Implications for Starburst-Active Galactic Nucleus Connection"Astrophysical Journal. 559. 157-166 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M. Umemura: "A Radiation-Hydrodynamical Model for Supermassive Black Hole-to-Bulge Mass Relations and Quasar Formation"Astrophysical Journal Letters. 560. L29-L32 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M. Umemura, H. susa: "The Physics of Galaxy Formation"Astronomical Society of the Pacific. 434 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kitayama: "Radiation-Hydrodynamical Collapse of Pregalactic Clouds within Ultraviolet Background"Mon.Not.Roy.Astron.Soc.Letters.. 315. L1-L7 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Susa: "Formation of Primordial Galaxies under Ultraviolet Background Radiation"Astrophysical Journal. 537. 578-588 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Susa: "UV Background-Induced Bifurcation of the Galactic Morphology"Mon.Not.Roy.Astron.Soc.Letters.. 316. L17-L20 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yonehara: "An X-ray Microlensing Test of AU-Scale Quasar Disk Structure"Advances in Space Research. 25. 493-496 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakamoto: "the Effects of Radiative Transfer on the Reionization of an Inhomogenous Universe"Mon.Not.Roy.Astron.Soc.. 321. 593-600 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] F.Nakamura: "On the Initial Mass Function of Population III Stars"Astrophysical Journal. 548. 19-31 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Umemura: "AGN Activities Triggerd by Circumnuclear Starbursts"Advances in Space Research. 23. 1095-1100 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohsuga: "Hydrodynamical Evolution of AGN Driven by radiation from Circumnuclear Starbursts"Advances in Space Research. 23. 1115-1119 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] F.Nakamura: "On the Mass of Population III Stars"Astrophysical Jounal. 515. 239-248 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohsuga: "Radiation Hydrodynamical Mass Accretion onto Galactic Nuclei Driven by Circumnuclear Starbursts"Publ.Astron.Soc.Japan. 51. 345-353 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohsuga: "Formation of Large―Scale Obscuring Wall and AGN Evolution Regulated by Circumnuclear Starbursts"Astrophysical Jounal Letters. 521. L13-L16 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Susa: "Formation of Primordial Galaxies under Ultraviolet Background Radiation"Astrophysical Jounal. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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