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初期クェーサー探査による宇宙再電離と超巨大ブラックホールの形成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J02115
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
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

尾上 匡房  総合研究大学院大学, 物理科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード超巨大ブラックホール / 遠方クェーサー / 宇宙再電離 / 原始銀河団 / 初期宇宙 / クェーサー / すばる望遠鏡 / 高赤方偏移クェーサー
研究実績の概要

クェーサーは銀河中心の超巨大ブラックホールの質量降着活動により非常に明るく光る天体である。これまでの小、中望遠鏡による探査から約200個のクェーサーが赤方偏移6以上の時代(宇宙年齢10億年未満)に発見されていたが、それらは非常に明るいものばかりである。我々は、すばる望遠鏡を用いて初の8m望遠鏡による大規模な低光度クェーサー探査を進めた。

まずSuprime-Camを用いた探査の結果、6.5平方度のサーベイ領域中に2つのクェーサーを分光同定し、赤方偏移6クェーサーの光度関数の低光度側に初めて有効な制限をつけた。またクェーサーが放出し得る電離光子は宇宙再電離に必要な量の20%未満であり、再電離の主たる担い手ではないことを始めて示した。
すばるの最新の広視野撮像装置であるHyper Suprime-Cam (HSC)を用いた更なる大規模クェーサー探査の結果、現状60個を超える数の大量発見に成功している。更に、計6天体をGemini/GNIRS, VLT/XSHOOTERで観測した結果、ブラックホール質量(10^7-9太陽質量)と降着率(エディントン比0.1-1)に同時代の明るいクェーサーには見られなかったバラつきがあることがわかった。特に、赤方偏移6以前に最も早く活発な質量成長を止めてしまった超巨大ブラックホールの存在を示した。また1つのターゲットが”Red quasar”と呼ばれる、ダストに埋もれた爆発的星形成とtype-Iクェーサーの中間段階にあるクェーサーであることも示した。
今後は現在進んでいるすばる望遠鏡の追観測や、ハッブル望遠鏡の次世代衛星であるJWSTによる追観測によって、赤方偏移6、7の超巨大ブラックホールの質量分布や降着率分布など、統計的な性質を明らかにしていく。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] プリンストン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute for Astronomy(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Princeton大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] ASIAA(台湾)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhancement of galaxy overdensity around quasar pairs at z < 3.6 based on the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program Survey2018

    • 著者名/発表者名
      Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Uchiyama Hisakazu、Akiyama Masayuki、Harikane Yuichi、Imanishi Masatoshi、Komiyama Yutaka、Matsuoka Yoshiki、Nagao Tohru、Nishizawa Atsushi J、Oguri Masamune、Ouchi Masami、Tanaka Masayuki、Toba Yoshiki、Toshikawa Jun
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: SP1 ページ: 31-52

    • DOI

      10.1093/pasj/psx092

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs). II. Discovery of 32 quasars and luminous galaxies at 5.7 < z < 6.82018

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Yoshiki、Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Iwasawa Kazushi、Strauss Michael A、Nagao Tohru、Imanishi Masatoshi、Lee Chien-Hsiu、Akiyama Masayuki、Asami Naoko、et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: SP1 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1093/pasj/psx046

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Minor Contribution of Quasars to Ionizing Photon Budget at z ~ 6: Update on Quasar Luminosity Function at the Faint End with Subaru/Suprime-Cam2017

    • 著者名/発表者名
      Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Willott Chris J.、Hibon Pascale、Im Myungshin、Furusawa Hisanori、Harikane Yuichi、Imanishi Masatoshi、Ishikawa Shogo、Kikuta Satoshi、Matsuoka Yoshiki、Nagao Tohru、Niino Yuu、Ono Yoshiaki、Ouchi Masami、Tanaka Masayuki、Tang Ji-Jia、Toshikawa Jun、Uchiyama Hisakazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 847 号: 2 ページ: 15-21

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aa8cc6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). I. Discovery of 15 Quasars and Bright Galaxies at 5.7 < z < 6.92016

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuoka et al. (including M. Takada, the 35th in 39 co-authors)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 828 号: 1 ページ: 26-39

    • DOI

      10.3847/0004-637x/828/1/26

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Probabilistic Selection of High-redshift Quasars with Subaru/Hyper Suprime-Cam Survey2016

    • 著者名/発表者名
      M. Onoue
    • 雑誌名

      IAU Symposium

      巻: 319 号: S319 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1017/s1743921315010431

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Studies of Quasar Contribution to Reionization and Early Growth of SMBHs with Subaru Wide-field Surveys2018

    • 著者名/発表者名
      Masafusa Onoue
    • 学会等名
      Cosmological Signals from Cosmic Dawn to the Present
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs): Early Evolution of Super Massive Black Holes Probed by Low-Luminosity Quasars at z~62018

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Subaru/Suprime-Cam Search of Low-Luminosity Quasar at z~62017

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房、柏川伸成、古澤久徳、他
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Addressing z~4 Quasar Pair Environments based on Subaru/HSC2017

    • 著者名/発表者名
      Masafusa Onoue
    • 学会等名
      East Asia AGN Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] z~6 Low-Luminosity Quasar Search with HSC-SSP2017

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房
    • 学会等名
      銀河進化研究会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Black hole mass measurements of z~6 low-luminosity quasar2017

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The IGM Study at the Epoch of Reionization with Low-Luminosity Quasars at z>62016

    • 著者名/発表者名
      M. Onoue
    • 学会等名
      The 6th Subaru International Conference
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HSCすばる戦略枠観測サーベイで探るz>6低光度クェーサーの性質2016

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2016
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] HSCすばる戦略枠観測サーベイによる多重クェーサー系周囲の環境調査2016

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房、柏川伸成、利川潤、他
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] IGM Study on SHELLQs and Multiple QSO Environments2016

    • 著者名/発表者名
      M. Onoue
    • 学会等名
      HSC Collaboration Meeting 2016 August
    • 発表場所
      Kavli IPMU、千葉
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Galaxy Environment around Multiple QSO Systems Probed by Subaru/HSC2016

    • 著者名/発表者名
      M. Onoue
    • 学会等名
      Illuminating the Dark Ages
    • 発表場所
      MPIA, Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HSCすばる戦略枠観測サーベイによる多重クェーサー系周囲の環境調査2016

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房
    • 学会等名
      銀河進化研究会2016
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] HSCすばる戦略枠観測サーベイにおけるSED fittingを用いた高赤方偏移クェーサー選択法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房他
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Searching for z>6 Quasars with Subaru/Hyper Suprime-Cam Survey2016

    • 著者名/発表者名
      Masafusa Onoue
    • 学会等名
      The Reionization Epoch: New Insights and Future Prospects
    • 発表場所
      Aspen Center for Physics, Aspen, Colorado, The United States of America
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subaru/HSC surveyにおけるSED fittingを用いた高赤方偏移クェーサー探査2015

    • 著者名/発表者名
      尾上匡房他
    • 学会等名
      超巨大ブラックホール研究推進連絡会
    • 発表場所
      甲南大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Searching for z>6 Quasars with Subaru/Hyper Suprime-Cam Survey2015

    • 著者名/発表者名
      Masafusa Onoue
    • 学会等名
      The IAU XXIX General Assembly
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, The United States of America
    • 年月日
      2015-08-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for z>6 Quasars with Subaru/Hyper Suprime-Cam Survey2015

    • 著者名/発表者名
      Masafusa Onoue
    • 学会等名
      First stars, galaxies, and black holes: Now and Then
    • 発表場所
      The University of Groningen, Groningen, The Netherlands
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 宇宙は銀河団であふれている

    • URL

      https://www.subarutelescope.org/Pressrelease/2018/03/04/j_index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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