高密度分子ガストレーサーを用いた、衝突銀河における星形成・ＳＭＢＨ活動の研究

• 研究課題/領域番号: 14J08134
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 斉藤 俊貴 東京大学, 理学系研究科, 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: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 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: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 銀河形成 / 銀河進化 / 銀河衝突 / ALMA / 電波天文学 / 衝突銀河

研究実績の概要

本年度の研究実施計画(年次計画)に従い、申請者を筆頭研究者とする研究グループが前年度までにALMA望遠鏡を用いて取得した複数の衝突銀河(VV114, NGC1614)のデータの解析、論文化をおこなった。以下に具体的な成果を示す。

VV114では、超高帯域かつ高空間分解能観測等の詳細観測を実行した。これらのデータの解析から、星形成の材料となる分子ガスの物理的、化学的な診断を行い、爆発的星形成領域、活動銀河中心核、オーバーラップ領域(衝突している銀河同士の衝突面)の3つの領域の物理状態、分子組成の違いについて調べた。結果として、衝突による衝撃波が星形成の引き金となった観測的な証拠(オーバーラップ領域におけるメタノール分子の過剰生成)を得た。メタノール分子輝線を使った診断方法は今後、衝突銀河の物理化学状態を診断する新たな手法として期待できる。
NGC1614では複数の一酸化分子ガス輝線や電波連続波を高分解能かつ高感度で調べ、星形成関係を調べた。これは、現存する複数の一酸化分子ガス輝線観測の中で最も高分解能のものである。

これらの成果は今年度中に2本の査読論文として発表し。それに加え１本の論文を投稿中、１本の解説を学術雑誌に投稿済みである。さらに、特別研究員採用中に出版した論文計4本の結果を国際研究会で招待講演により発表した。また主著論文とは別に、共著論文として4本が本年度中に受理された。博士論文はこれらの結果を中心にまとめ、博士号を取得した。

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

• [国際共同研究] チャルマース工科大学(スウェーデン)
• [国際共同研究] マックスプランク天文学研究所/ハイデルベルク大学(ドイツ)
• [国際共同研究] マサチューセッツ大学/カリフォルニア工科大学(米国)
• [国際共同研究] 合同アルマ観測所(チリ)
• [国際共同研究] マサチューセッツ大学(米国)
• [国際共同研究] 合同アルマ観測所(チリ)
• [雑誌論文] Merger-induced Shocks in the Nearby LIRG VV 114 through Methanol Observations with ALMA (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito T., Iono D., Espada D., Nakanishi K., Ueda J., Sugai H., Takano S., Yun M. S., Imanishi M., Ohashi S., Lee M., Hagiwara Y., Motohara K., Kawabe R.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 834 号: 1 ページ: 6-6
  • DOI: 10.3847/1538-4357/834/1/6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Spatially resolved CO SLED of the Luminous Merger Remnant NGC 1614 with ALMA (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito T., Iono D., Xu C. K., Sliwa K., Ueda J., Espada D., Kaneko H., König S., Nakanishi K., Lee M., Yun M. S., Aalto S., Hibbard J. E., Yamashita T., Motohara K., Kawabe R.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 835 号: 2 ページ: 174-174
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/2/174
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA observations of the dense and shocked gas in the nuclear region of NGC 4038 (Antennae galaxies) (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Junko; Watanabe, Yoshimasa; Iono, Daisuke; Wilner, David J.; Fazio, Giovanni G.; Ohashi, Satoshi; Kawabe, Ryohei; Saito, Toshiki; Komugi, Shinya
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 号: 1 ページ: 6-6
  • DOI: 10.1093/pasj/psw110
  • 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] Luminous Infrared Galaxies with the Submillimeter Array V: Molecular Gas in Intermediate to Late-stage Mergers (2017)
  • 著者名/発表者名: Sliwa, Kazimierz; Wilson, Christine D.; Matsushita, Satoki; Peck, Alison B.; Petitpas, Glen R.; Saito, Toshiki; Yun, Min
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Investigating the relation between CO (3-2) and far-infrared luminosities for nearby merging galaxies using ASTE (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomonari Michiyama, Daisuke Iono, Kouichiro Nakanishi, Junko Ueda, Toshiki Saito, Misaki Ando, Hiroyuki Kaneko, Takuji Yamashita, Yuichi Matsuda, Bunyo Hatsukade, Kenichi Kikuchi, Shinya Komugi, Takayuki Muto
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 68 号: 6
  • DOI: 10.1093/pasj/psw087
  • 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] Clumpy and Extended Starbursts in the Brightest Unlensed Submillimeter Galaxies (2016)
  • 著者名/発表者名: Iono, Daisuke; Yun, Min S.; Aretxaga, Itziar; Hatsukade, Bunyo; Hughes, David; Ikarashi, Soh; Izumi, Takuma; Kawabe, Ryohei; Kohno, Kotaro; Lee, Minju; Matsuda, Yuichi; Nakanishi, Kouichiro; Saito, Toshiki; Tamura, Yoichi; Ueda, Junko; Umehata, Hideki; Wilson, Grant; Michiyama, Tomonari; Ando, Misaki
  • 雑誌名: ApJ Letters 巻: 829 号: 1 ページ: L10-L10
  • DOI: 10.3847/2041-8205/829/1/l10
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Spatially resolved radio-to-far-infrared SED of the luminous merger remnant NGC 1614 with ALMA and VLA (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito, Toshiki; Iono, Daisuke; Xu, Cong K.; Ueda, Junko; Nakanishi, Kouichiro; Yun, Min S.; Kaneko, Hiroyuki; Yamashita, Takuji; Lee, Minju; Espada, Daniel; Motohara, Kentaro; Kawabe, Ryohei
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 68 号: 2 ページ: 20-30
  • DOI: 10.1093/pasj/psv136
  • 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] ALMA Multi-line Observations of the IR-bright Merger VV 114 (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito, Toshiki; Iono, Daisuke; Yun, Min S.; Ueda, Junko; Nakanishi, Kouichiro; Sugai, Hajime; Espada, Daniel; Imanishi, Masatoshi; Motohara, Kentaro; Hagiwara, Yosiaki; Tateuchi, Ken; Lee, Minju; Kawabe, Ryohei
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 803 号: 2 ページ: 60-93
  • DOI: 10.1088/0004-637x/803/2/60
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of Molecular Gas in Void Galaxies : Implications for Star Formation in Isolated Environments (2015)
  • 著者名/発表者名: Das, M.; Saito, T.; Iono, D.; Honey, M.; Ramya, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 815 号: 1 ページ: 40-48
  • DOI: 10.1088/0004-637x/815/1/40
  • 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] Investigating AGN/Starburst activities through ALMA multi-line observations in the mid-stage IR-bright merger VV 114 (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito, Toshiki; Iono, Daisuke; Yun, Min S.; Ueda, Junko; Espada, Daniel; Hagiwara, Yoshiaki; Imanishi, Masatoshi; Motohara, Kentaro; Nakanishi, Kouichiro; Sugai, Hajime; Tateuchi, Ken; Lee, Minju; Kawabe, Ryohei
  • 雑誌名: Proceedings of the International Astronomical Union 巻: 309 号: S309 ページ: 196-199
  • DOI: 10.1017/s174392131400965x
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Shock-induced Starbursts in the Nearby LIRG VV 114 with ALMA (2017)
  • 著者名/発表者名: 斉藤俊貴
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス (福岡県福岡市)
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Revealing Physical, Chemical, and Morphological Structures of Nearby Luminous Infrared Galaxies (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito
  • 学会等名: East-Asian ALMA Science Workshop 2016-Taiwan
  • 発表場所: Hsinchu (Taiwan)
  • 年月日: 2017-03-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Revealing Physical, Chemical, and Morphological Structures of the Luminous Infrared Galaxy VV 114 with ALMA (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito
  • 学会等名: Half a Decade of ALMA: Cosmic Downs Transformed
  • 発表場所: Indian Wells (USA)
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] Spatially-resolved SED and CO SLED of the merging LIRG NGC 1614 (2016)
  • 著者名/発表者名: 斉藤俊貴
  • 学会等名: 日本天文学会2016年秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学城北キャンパス (愛媛県松山市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 3 mm and 2 mm Spectral Scan for the Nearby IR-bright Merging Galaxy VV 114 (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop 2015
  • 発表場所: I-site Namba (Osaka, Japan)
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Unexpected Discovery of z ~ 2.5 Dusty Star-forming Galaxies with ALMA 54 GHz-wide Spectral Scan (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop 2015
  • 発表場所: I-site Namba (Osaka, Japan)
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Diffuse and dense Gas in nearby luminous merging galaxies (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito
  • 学会等名: Revolution in Astronomy with ALMA -The 3rd Year-
  • 発表場所: Tokyo International Forum (Tokyo, Japan)
  • 年月日: 2014-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] Spatially Resolved Molecular Gas in AGN/Starburst/Overlap of the Luminous Merging Galaxy VV 114 with ALMA (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito
  • 学会等名: East Asia ALMA Science Workshop 2014
  • 発表場所: Phoenix island (Jeju, Korea)
  • 年月日: 2014-07-15
  • 国際学会
• [学会発表] Investigating AGN/Starburst activities through ALMA Multi-line observations in the mid-stage IR-bright merger VV 114 (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito
  • 学会等名: IAU Symposium 309
  • 発表場所: Hawaii Convention Center (Honolulu, U.S.)
  • 年月日: 2014-07-09
  • 国際学会