新しい星形成活動指標で探る爆発的星形成の核心

• 研究課題/領域番号: 15K05035
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 中西 康一郎 国立天文台, アルマプロジェクト, 特任准教授 (60399277)
• 研究協力者: 安藤 亮 ; 河野 孝太郎 ; 泉 拓磨 ; 今西 昌俊 ; 斉藤 俊貴 ; 三浦 理絵 ; Bendo George
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 爆発的星形成 / 銀河 / 電波 / 天文学 / 爆発的星形成銀河

研究成果の概要

スターバーストの規模や分布、環境を詳細かつ精確に測定し、その特徴を高い信頼度で把握することを目的として、ALMA望遠鏡を用いてスターバースト銀河に対する観測を行った。新しい星形成活動の指標であるミリ波サブミリ波水素再結合線の検出に成功し、星形成活動の規模とその空間分布の精確な定量に有用であることを実証できた。同時に星間ダスト・分子ガスの分布をかつてない高い空間分解能でとらえ、スターバースト銀河中心部に多様な性質ひいては多様な進化段階を持つ星形成領域が混在していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の望遠鏡による観測では難しかったスターバースト銀河の中心部での星形成活動の分布や星間物質の性質を細かく詳しく調べることが、新しい望遠鏡による観測によって可能であることを実証した点に本研究の意義がある。本研究で得られた成果は、スターバースト銀河の中心部が一様ではなく複雑で多様性に富む場所であること、その多様性の正体や起源を解き明かすことがスターバーストの発生メカニズム解明の手がかりになるであろうことを示唆しており、スターバースト研究にひとつの新しい局面を開いた点にも意義がある。

研究成果

• [国際共同研究] Max Planck Institute for Astronomy(ドイツ)
• [国際共同研究] Institute of Astronomy and Astrophysics(中国)
• [国際共同研究] The University of Manchester(英国)
• [国際共同研究] Joint ALMA Observatory(チリ)
• [国際共同研究] Institute of Astronomy and Astrophysics(中華民国)
• [雑誌論文] ALMA Spatially Resolved Dense Molecular Gas Survey of Nearby Ultraluminous Infrared Galaxies (2019)
  • 著者名/発表者名: Imanishi Masatoshi、Nakanishi Kouichiro、Izumi Takuma
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 241 号: 2 ページ: 19-19
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ab05b9
  • 査読あり
• [雑誌論文] ALMA Multiple-transition Observations of High-density Molecular Tracers in Ultraluminous Infrared Galaxies (2018)
  • 著者名/発表者名: Imanishi Masatoshi、Nakanishi Kouichiro、Izumi Takuma
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 856 号: 2 ページ: 143-143
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aab42f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse Nuclear Star-forming Activities in the Heart of NGC 253 Resolved with 10-pc-scale ALMA Images (2017)
  • 著者名/発表者名: Ando Ryo、Nakanishi Kouichiro、Kohno Kotaro、Izumi Takuma、Martin Sergio、Harada Nanase、Takano Shuro、Kuno Nario、Nakai Naomasa、Sugai Hajime、Sorai Kazuo、Tosaki Tomoka、Matsubayashi Kazuya、Nakajima Taku、Nishimura Yuri、Tamura Yoichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 849 号: 2 ページ: 81-81
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa8fd4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tests of star formation metrics in the low-metallicity galaxy NGC 5253 using ALMA observations of H30α line emission (2017)
  • 著者名/発表者名: Bendo G. J.、Miura R. E.、Espada D.、Nakanishi K.、Beswick R. J.、D'Cruze M. J.、Dickinson C.、Fuller G. A.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 472 号: 1 ページ: 1239-1252
  • DOI: 10.1093/mnras/stx1837
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA observations of the submillimetre hydrogen recombination line from the type-2 active nucleus of NGC 1068 (2016)
  • 著者名/発表者名: Izumi, Takuma; Nakanishi, Kouichiro; Imanishi, Masatoshi; Kohno, Kotaro
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: TBD 号: 4 ページ: 3629-3634
  • DOI: 10.1093/mnras/stw324
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] High spatial resolution imaging of the NGC 253 nuclear starburst (2018)
  • 著者名/発表者名: Kouichiro Nakanishi
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Dense ionized gas embedded with infant massive stellar clusters in the NGC 253 nuclear starburst (2017)
  • 著者名/発表者名: K.Nakanishi, N.Nakai, N.Kuno, K.Kohno, R.Ando, K.Sorai, K.Matsubayashi, H.Sugai
  • 学会等名: Measuring Star Formation in the Radio, Millimetre, and Submillimetre
  • 国際学会
• [学会発表] High angular resolution and high sensitivity millimeter-wave continuum imaging toward the NGC 253 starburst nucleus (2017)
  • 著者名/発表者名: 中西康一郎, 松林和也, 徂徠和夫, 中井直正, 久野成夫, 河野孝太郎, 安藤亮, 菅井肇
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] ALMA imaging of NGC 253 nuclear starburst and anticipation of future high resolution observations (2017)
  • 著者名/発表者名: K.Nakanishi, R.Ando, K.Kohno, K.Sorai, N.Nakai N.Kuno, K.Matsubayashi, H.Sugai, T.Izumi, S.Martin, N.Harada, S.Takano, T.Tosaki, T.Nakajima, Y.Nishimura, Y.Tamura
  • 学会等名: ALMA Long Baseline Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Dense ionized gas embedded with infant massive stellar clusters in the NGC 253 nuclear starburst (2016)
  • 著者名/発表者名: Kouichiro Nakanishi, Kazuo Sorai, Naomasa Nakai, Nario Kuno, Kazuya Matsubayashi, Hajime Sugai, Ryo Ando, Kotaro Kohno
  • 学会等名: Half a Decade of ALMA: Cosmic Dawns Transformed
  • 発表場所: Renaissance Indian Wells Resort & Spa Indian Wells, CA, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] ALMAを用いたサブミリ波帯水素再結合線観測による活動銀河核広輝線 領域の探査可能性の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 泉拓磨, 河野孝太郎, 中西康一郎, 今西昌俊
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県松山市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Ionized gas properties in the starburst region of NGC 253 uncovered by ALMA high spatial resolution millimeter observations (2016)
  • 著者名/発表者名: 中西康一郎, 中井直正, 久野成夫, 河野孝太郎, 安藤亮, 徂徠和夫, 松林和也, 菅井肇
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県松山市)
• [学会発表] 5pc分解能で見た近傍星形成銀河NGC253中心部の星形成活動の多様性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安藤亮, 河野孝太郎, 田村陽一, 泉拓磨, 谷口暁星, 中西康一郎, 原田ななせ, 高野秀路, 中島拓, 徂徠和夫, 中井直正, 久野成夫, 菅井肇, 松林和也
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県松山市)
• [学会発表] Five Parsec View of the Diverse Starburst Activities in the Heart of NGC253 (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryo Ando, Kotaro Kohno, Yoichi Tamura, Takuma Izumi, Akio Taniguchi, Koichiro Nakanishi, Nanase Harada, Shuro Takano, Taku Nakajima, Tomoka Tosaki, Kazuo Sorai, Naomasa Nakai, Nario Kuno, Hajime Sugai, Kazuya Matsubayashi
  • 学会等名: Half a Decade of ALMA: Cosmic Dawns Transformed
  • 発表場所: Renaissance Indian Wells Resort & Spa Indian Wells, CA, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Millimeter/Sub-millimeter Hydrogen Recombination Line in the Center of NGC 253 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kouichiro Nakanishi
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop 2015
  • 発表場所: 大阪府立大学I-SITEなんば(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会
• [備考] スターバースト心臓部で見えてきた熱い“分子の密林”
  • URL: https://alma-telescope.jp/news/press/ngc253-201711