宇宙黎明期における巨大ブラックホールと銀河の大規模探査

• 研究課題/領域番号: 17H04830
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 松岡 良樹 愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 准教授 (60547545)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 遠方クエーサーの発見・調査 / 遠方クエーサーの発見と理論的解釈 / 光赤外線天文学 / 光学赤外線天文学 / 観測的宇宙論

研究成果の概要

すばる望遠鏡の広域撮像データを用いて、宇宙黎明期（赤方偏移6－7）における巨大ブラックホールと銀河の探査を実施した。100個以上の新天体を発見し、その数密度から、赤方偏移６におけるクエーサー光度関数を決定するとともに、理論モデルとの比較からクエーサーが宇宙再電離の主要な起源ではないことを明らかにした。また各発見天体に対する多波長追観測を大規模に実施し、それらの形成・進化に関する新たな知見を獲得した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題による新天体発見数は特筆すべきもので、現在人類の知る最遠方クエーサーのうち、半数近くは本課題による発見となっている。それらの追観測・研究が世界中で計画されており、今後大きく長い研究の潮流を生むことが期待される。また光度ごとの数密度を表す「光度関数」は、あらゆる天体種族の最も基礎的な観測量であり、最遠方クエーサーでこの関数を決定したことの意義はその根本的理解の上で極めて大きい。クエーサーのエネルギー源である巨大ブラックホールについては一般市民からの関心も高く、その本質に迫る世界最先端の成果を得たことの社会的意義も大きいものと考えている。

研究成果

• [国際共同研究] Princeton University(米国)
• [国際共同研究] Universitat de Barcelona(スペイン)
• [国際共同研究] プリンストン大学(米国)
• [国際共同研究] バルセロナ大学(スペイン)
• [国際共同研究] マックスプランク天文学研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] プリンストン大学(米国)
• [国際共同研究] バルセロナ大学(スペイン)
• [国際共同研究] マックスプランク天文学研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] プリンストン大学(米国)
• [国際共同研究] 國立精華大学（台湾）(その他の国・地域)
• [雑誌論文] X-ray emission from a rapidly accreting narrow-line Seyfert 1 galaxy at <i>z</i> = 6.56 (2023)
  • 著者名/発表者名: Wolf J.、Nandra K.、Salvato M.、Buchner J.、Onoue M.、Liu T.、Arcodia R.、Merloni A.、Ciroi S.、Di Mille F.、Burwitz V.、Brusa M.、Ishimoto R.、Kashikawa N.、Matsuoka Y.、Urrutia T.、Waddell S. G. H.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 669 ページ: A127-A127
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202244688
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS). IX. The most overdense region at <i>z</i> ? 5 inhabited by a massive radio galaxy (2022)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama Hisakazu、Yamashita Takuji、Nagao Tohru、Ono Yoshiaki、Toshikawa Jun、Ichikawa Kohei、Kawakatu Nozomu、Kajisawa Masaru、Toba Yoshiki、Matsuoka Yoshiki、Kubo Mariko、Imanishi Masatoshi、Ito Kei、Kawaguchi Toshihiro、Lee Chien-Hsiu、Saito Tomoki
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 74 号: 6 ページ: 27-32
  • DOI: 10.1093/pasj/psac075
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Extreme Nature of Four Blue-excess Dust-obscured Galaxies Revealed by Optical Spectroscopy (2022)
  • 著者名/発表者名: Noboriguchi Akatoki, Nagao Tohru, Toba Yoshiki, Ichikawa Kohei, Kajisawa Masaru, Kato Nanako, Kawaguchi Toshihiro, Matsuhara Hideo, Matsuoka Yoshiki, Onishi Kyoko, Onoue Masafusa, Tamada Nozomu, Terao Koki, Terashima Yuichi, Ueda Yoshihiro, Yamashita Takuji
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 941 号: 2 ページ: 195-195
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aca403
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Obscured Fraction of Quasars at Cosmic Noon (2022)
  • 著者名/発表者名: Vijarnwannaluk Bovornpratch、Akiyama Masayuki、Schramm Malte、Ueda Yoshihiro、Matsuoka Yoshiki、Toba Yoshiki、Sawicki Marcin、Gwyn Stephen、Pflugradt Janek
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 941 号: 1 ページ: 97-97
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac9c07
  • 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). XV. Constraining the cosmic reionization at 5.5 < z < 7 (2022)
  • 著者名/発表者名: Lu Ting-Yi, Goto Tomotsugu, Hashimoto Tetsuya, Santos Daryl Joe D, Wong Yi Hang Valerie, Kim Seong Jin, Hsiao Tiger Y-Y, Kilerci Ece, Ho Simon C-C, Nagao Tohru, Matsuoka Yoshiki, Onoue Masafusa, Toba Yoshiki, SHELLQs collaboration
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 517 号: 1 ページ: 1264-1281
  • DOI: 10.1093/mnras/stac2681
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] On the Connection between Supermassive Black Holes and Galaxy Growth in the Reionization Epoch (2022)
  • 著者名/発表者名: Li Junyao、Silverman John D.、Izumi Takuma、He Wanqiu、Akiyama Masayuki、Inayoshi Kohei、Matsuoka Yoshiki、Onoue Masafusa、Toba Yoshiki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 931 号: 1 ページ: L11-L11
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ac6de8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of Extended Millimeter Emission in the Host Galaxy of 3C 273 and Its Implications for QSO Feedback via High Dynamic Range ALMA Imaging (2022)
  • 著者名/発表者名: Shinya Komugi, Yoshiki Toba, Yoshiki Matsuoka, Toshiki Saito, Takuji Yamashita
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 930 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac616e
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS). The first archetypal quasar in the feedback phase discovered by eROSITA (2022)
  • 著者名/発表者名: Brusa M., Urrutia T., Toba Y., Buchner J., Li J.-Y., Liu T., Perna M., Salvato M., Merloni A., Musiimenta B., Nandra K., Wolf J., Arcodia R., Dwelly T., Georgakakis A., Goulding A., Matsuoka Y., Nagao T., Schramm M., Silverman J. D., Terashima Y.
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 661 ページ: A9-A9
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141092
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Multiline Assessment of Narrow-line Regions in z~3 Radio Galaxies (2022)
  • 著者名/発表者名: Terao Koki, Nagao Tohru, Onishi Kyoko, Matsuoka Kenta, Akiyama Masayuki, Matsuoka Yoshiki, Yamashita Takuji
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 929 号: 1 ページ: 51-51
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac5b71
  • 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). VIII. A less biased view of the early co-evolution of black holes and host galaxies (2019)
  • 著者名/発表者名: Izumi Takuma、Onoue Masafusa、Matsuoka Yoshiki、Nagao Tohru、Strauss Michael A、Imanishi Masatoshi、Kashikawa Nobunari、Fujimoto Seiji、Kohno Kotaro、Toba Yoshiki、et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 号: 6 ページ: 111-131
  • DOI: 10.1093/pasj/psz096
  • 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). X. Discovery of 35 Quasars and Luminous Galaxies at 5.7 < z < 7.0 (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Yoshiki、Iwasawa Kazushi、Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Strauss Michael A.、Lee Chien-Hsiu、Imanishi Masatoshi、Nagao Tohru、Akiyama Masayuki、Asami Naoko、Bosch James、Furusawa Hisanori、Goto Tomotsugu、Gunn James E.、Harikane Yuichi、Ikeda Hiroyuki、Izumi Takuma、Kawaguchi Toshihiro、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 883 号: 2 ページ: 183-183
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab3c60
  • 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). VI. Black Hole Mass Measurements of Six Quasars at 6.1 ? z ? 6.7 (2019)
  • 著者名/発表者名: Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Matsuoka Yoshiki、Kato Nanako、Izumi Takuma、Nagao Tohru、Strauss Michael A.、Harikane Yuichi、Imanishi Masatoshi、Ito Kei、Iwasawa Kazushi、Kawaguchi Toshihiro、Lee Chien-Hsiu、Noboriguchi Akatoki、Suh Hyewon、Tanaka Masayuki、Toba Yoshiki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 880 号: 2 ページ: 77-91
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab29e9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of the First Low-luminosity Quasar at z > 7 (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Yoshiki、Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Strauss Michael A、Iwasawa Kazushi、Lee Chien-Hsiu、Imanishi Masatoshi、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 872 号: 1 ページ: 2-2
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab0216
  • 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). V. Quasar Luminosity Function and Contribution to Cosmic Reionization at z = 6 (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Yoshiki、Strauss Michael A.、Kashikawa Nobunari、Onoue Masafusa、Iwasawa Kazushi、Tang Ji-Jia、Lee Chien-Hsiu、Imanishi Masatoshi、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 869 号: 2 ページ: 150-150
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaee7a
  • NAID: 120006707417
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New constraints on Lyman-α opacity with a sample of 62 quasars at z > 5.7 (2018)
  • 著者名/発表者名: Bosman Sarah E I、Fan Xiaohui、Jiang Linhua、Reed Sophie、Matsuoka Yoshiki、Becker George、Haehnelt Martin
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 479 ページ: 1055-1076
  • DOI: 10.1093/mnras/sty1344
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). IV. Discovery of 41 Quasars and Luminous Galaxies at 5.7 < z < 6.9 (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Yoshiki、Iwasawa Kazushi、Onoue Masafusa、Kashikawa Nobunari、Strauss Michael A.、Lee Chien-Hsiu、Imanishi Masatoshi、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 237 号: 1 ページ: 5-5
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aac724
  • 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). III. Star formation properties of the host galaxies at z > 6 studied with ALMA (2018)
  • 著者名/発表者名: Izumi Takuma、Onoue Masafusa、Shirakata Hikari、Nagao Tohru、Kohno Kotaro、Matsuoka Yoshiki、Imanishi Masatoshi、et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 3 ページ: 36-36
  • DOI: 10.1093/pasj/psy026
  • 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 < 6.8 (2018)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] FIRST JWST observations of low-luminosity quasars at z ~ 6 from the SHELLQs program (2023)
  • 著者名/発表者名: J D Silverman, M Onoue, X Ding, YM, M Strauss, T Izumi
  • 学会等名: A new era in extragalactic astronomy: early results from the James Webb Space Telescope
  • 国際学会
• [学会発表] Wide-field AGN surveys with Subaru: from HSC to PFS and WISHES-Euclid (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Tracing the SMBH growth: outlook beyond the HSC-SSP, and future collaborations
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Approaching the heart of high-z quasar population with Subaru Hyper Suprime-Cam (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Supermassive black holes at high redshift
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SHELLQs: progress and prospects (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Subaru Hyper Suprime-Cam AGN meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Moving Forward from HSC to PFS (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Subaru Hyper Suprime-Cam AGN meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Quest for High-z Quasars with Subaru Hyper Suprime-Cam (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Cosmic Evolution of Quasars: from the First Light to Local Relics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Subaru Intensive Searches for the Most Distant Quasars (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Subaru User's Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Shedding New Light on the AGN Demographics with Prime Focus Spectrograph (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Subaru Telescope 20th Anniversary Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Quest for the most distant quasars with Subaru (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: East Asia Observatory - Subaru Science Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SHELLQs: approaching 100 new quasars at z > 6 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Formation and evolution of SMBHs revealed by 'Wide field', 'Multi-wavelength', and 'Transient' surveys with Hyper Suprime-Cam
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs): Progress report (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Subaru User's Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Subaru wide-field survey for low-luminosity quasars in the reionization epoch (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Distant Galaxies from the Far South
  • 国際学会
• [学会発表] Did low-luminosity quasars reionize the Universe? - A view from the Subaru HSC SSP survey - (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: East-Asia AGN sorkshop 2017
  • 国際学会
• [学会発表] SHELLQs: contribution of low-luminosity quasars to cosmic reionization (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: HSC-AGN meeting
  • 国際学会
• [学会発表] SHELLQs: >50 high-z quasars in the first 3 years (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka
  • 学会等名: Subaru HSC-SSP survey collaboration meeting
  • 国際学会
• [備考] 超遠方宇宙に大量の巨大ブラックホールを発見
  • URL: https://cosmos.phys.sci.ehime-u.ac.jp/~yk.matsuoka/pr190313/index.html