１００億年前から現在にかけての宇宙における銀河の普遍的な形態進化とその解明

• 研究課題/領域番号: 14J03871
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 森下 貴弘 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 銀河進化 / 銀河形成 / 星形成 / 宇宙 / 観測 / 天の川銀河 / 星形成率 / 形態進化 / バルジ / ディスク / 銀河形態 / 大質量銀河 / 星形成活動

研究実績の概要

本研究課題はハッブル宇宙望遠鏡（HST）の撮像・分光データを用いて、赤方偏移ｚ=３（１２０億年前）から現在にかけての銀河進化を形態、星形成率などの物理パラメータによって理解することである。そして同時に、その銀河進化の理解から宇宙がどのように進化してきたのかを理解することである。
今年度における担当研究者の活動は主に海外の研究機関で行われた。渡航先の研究機関（UCLA）はHSTによる観測時間を既に獲得しており（GLASS）、その観測によって得られたデータを使って自身のサイエンス課題に対する答えを追求した。このデータは宇宙望遠鏡による高解像度な撮像データ、かつ可視光から近赤外線まで及ぶ分光データであり、銀河の赤方偏移や星質量、星形成率といった物理量を精度よく決定することができる。
そのデータを用い、研究者はおよそ１２０億年前に存在する宇宙の初期に形成された大質量銀河の形態と星の性質（年齢）を調査した。地上望遠鏡と異なり、地球大気の影響を受けない宇宙望遠鏡の高解像度撮像データ、高感度分光データ、また、観測される銀河の手前にある銀河団による増光効果を利用することにより、そのような遠方に存在する非常に暗い銀河の性質を初めて調査することが出来た。得られた観測的性質から、そのような銀河は宇宙誕生から１０億年ほど経った頃には既に星形成を止めており、非常に極端な星形成史を持つことが分かった。これらの銀河がどうして星形成を止めたのかは未だに理解されておらず、今後の新しい観測によって解き明かす予定である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The Grism Lens-Amplified Survey from Space (GLASS). IX. The dual origin of low-mass cluster galaxies as revealed by new structural analyses (2017)
  • 著者名/発表者名: Morishita, Takahiro; Abramson, Louis E.; Treu, Tommaso; Vulcani, Benedetta; Schmidt, Kasper B.; Dressler, Alan; Poggianti, Bianca M.; Malkan, Matthew A.; Wang, Xin; Huang, Kuang-Han; Trenti, Michele; Bradac, Marusa; Hoag, Austin
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 835 号: 2 ページ: 254-276
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/2/254
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Grism Lens-Amplified Survey from Space (GLASS) X. Sub-kpc resolution gas-phase metallicity maps at cosmic noon behind the Hubble Frontier Fields cluster MACS1149.6+2223 (2017)
  • 著者名/発表者名: Wang, Xin; Jones, Tucker A.; Treu, Tommaso; Morishita, Takahiro; Abramson, Louis E.; Brammer, Gabriel B.; Huang, Kuang-Han; Malkan, Matthew A.; Schmidt, Kasper B.; Fontana, Adriano; Grillo, Claudio; Henry, Alaina L.; Karman, Wouter; Kelly, Patrick L.; Mason, Charlotte A.; Mercurio, Amata; et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 837 号: 1 ページ: 89-107
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa603c
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detection of Lyman-alpha Emission from a Triply Imaged z = 6.85 Galaxy behind MACS J2129.4-0741 (2016)
  • 著者名/発表者名: Huang, Kuang-Han; Lemaux, Brian C.; Schmidt, Kasper B.; Hoag, Austin; Bradac, Marusa; Treu, Tommaso; Dijkstra, Mark; Fontana, Adriano; Henry, Alaina; Malkan, Matthew; Mason, Charlotte; Morishita, Takahiro; Pentericci, Laura; Ryan, Russell E., Jr.; Trenti, Michele; Wang, Xin
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 823 号: 1 ページ: 14-20
  • DOI: 10.3847/2041-8205/823/1/l14
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Grism Lens-Amplified Survey from Space (GLASS). VII. The Diversity of the Distribution of Star Formation in Cluster and Field Galaxies at 0.3 less than or equal to z less than or equal to 0.7 (2016)
  • 著者名/発表者名: Vulcani, Benedetta; Treu, Tommaso; Schmidt, Kasper B.; Morishita, Takahiro; Dressler, Alan; Poggianti, Bianca M.; Abramson, Louis; Bradac, Marusa; Brammer, Gabriel B.; Hoag, Austin; Malkan, Matthew; Pentericci, Laura; Trenti, Michele
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 833 号: 2 ページ: 178-201
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/2/178
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] THE FATE OF A RED NUGGET: IN SITU STAR FORMATION OF SATELLITES AROUND A MASSIVE COMPACT GALAXY (2016)
  • 著者名/発表者名: Morishita T., and Ichikawa, T.
  • 雑誌名: Astronimical Journal 巻: 816 号: 2 ページ: 87-87
  • DOI: 10.3847/0004-637x/816/2/87
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] FROM DIVERSITY TO DICHOTOMY, AND QUENCHING: MILKY-WAY-LIKE AND MASSIVE-GALAXY PROGENITORS AT 0.5 < z < 3.0 (2015)
  • 著者名/発表者名: Morishita Takahiro, Ichikawa Takashi, Noguchi Masafumi, Akiyama Masayuki, Patel Shannon G., Kajisawa Masaru, Obata Tomokazu
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 805 号: 1 ページ: 34-34
  • DOI: 10.1088/0004-637x/805/1/34
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dust Heating By Low-mass Stars in Massive Galaxies at z< 1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kajisawa Masaru, Morishita Takahiro, Taniguchi Yoshiaki, Kobayashi Masakazu, Ichikawa Takashi, Fukui Yasuo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 801 号: 2 ページ: 134-142
  • DOI: 10.1088/0004-637x/801/2/134
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] THE EVOLUTION OF GALAXY SIZE AND MORPHOLOGY AT z~0.5-3.0 IN THE GOODS-N REGION WITH HUBBLE SPACE TELESCOPE/WFC3 DATA (2014)
  • 著者名/発表者名: Morishita Takahiro, Ichikawa Takashi, Kajisawa Masaru
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 785 号: 1 ページ: 18-35
  • DOI: 10.1088/0004-637x/785/1/18
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Updates of photometry and new insight into z~2 passive galaxies (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Morishita
  • 学会等名: GLASS collaboration meeting 2017
  • 発表場所: UCLA (アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2017-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] Size-mass relations of galaxies in cluster and field environments (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Morishita
  • 学会等名: GLASS collaboration meeting 2016
  • 発表場所: UCLA (アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2016-05-09
  • 国際学会
• [学会発表] 衛星銀河の星生成と大質量コンパクト銀河 (red nugget) との合体進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市川隆、森下貴弘
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 首都大学東京、東京都八王子
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] Progenitor Study of Milky-Way-Like Galaxies over the Cosmic High Noon (ポスター) (2015)
  • 著者名/発表者名: Morishita Takahiro, Ichikawa Takashi, Noguchi Masafumi, Akiyama Masayuki, Patel G. Shannon, Kajisawa Masaru, Obata Tomokazu
  • 学会等名: Back at the Edge of the Universe
  • 発表場所: Sintra, Portugal
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-19
• [学会発表] The Stellar Mass Profile of the Milky Way like Galaxies (ポスター) (2014)
  • 著者名/発表者名: Morishita Takahiro, Ichikawa Takashi, Noguchi Masafumi, Akiyama Masayuki
  • 学会等名: IAU Symposium 311 Galaxy Masses as Constraints of Formation Models
  • 発表場所: Oxford university (Oxford, UK)
  • 年月日: 2014-07-21 – 2014-07-25
• [備考] GLASS Reveals Dual-Role Environments
  • URL: http://glass.astro.ucla.edu/glass-reveals-dual-role-environments-in-galaxy-clusters/
• [備考] Generating the Sigma Image
  • URL: http://users.obs.carnegiescience.edu/peng/work/galfit/SIGMA_GEN.html