形成期の銀河間を繋ぐガスネットワーク構造の研究

• 研究課題/領域番号: 17H04831
• 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: 国立天文台
• 研究代表者: 松田 有一 国立天文台, アルマプロジェクト, 助教 (20647268)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円); 2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2017年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
• キーワード: 銀河形成 / 宇宙網 / 観測天文学 / 銀河間ガス / すばる望遠鏡 / 宇宙物理 / 光学赤外線天文学 / 電波天文学

研究成果の概要

100億年以上前の宇宙では、物質の多くはリボンのようなフィラメント状の構造（宇宙網）を作っており、それが銀河やブラックホールなどのもととなるガスの供給源と考えられている。しかし、そのような構造に存在しているガスはあまり光を発しないため、これまでの観測では捉える事は難しかった。我々は、すばる、アルマ望遠鏡による宇宙網地図作りを進め、さらに、すばる望遠鏡用に新たな光学フィルターを製作し、広範な地図作りに向けて、観測を推進した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

初期宇宙では銀河やブラックホールなどのもととなる水素ガスは宇宙網と呼ばれる網の目構造のパイプの中を通って、網の目の結び目に向かって流れ込んでいると考えられており、その性質を調べることが天体形成の謎を解明するための鍵となる。我々は、すばる望遠鏡、アルマ望遠鏡を含む世界中の巨大望遠鏡群を使って、世界で初めて、形成期の銀河を繋ぐガスネットワーク構造の観測に成功した。さらに、すばる望遠鏡の超広視野カメラ用に製作した特注光学フィルターを使って、より広範囲でガスネットワークを観測して、銀河が形成される時代の宇宙における宇宙網の地図作成を進める。

研究成果

• [国際共同研究] Dalhousie University(カナダ)
• [国際共同研究] Durham University(英国)
• [国際共同研究] Caltech/Princeton University(米国)
• [国際共同研究] ダーラム大学(英国)
• [国際共同研究] カリフォルニア工科大学(米国)
• [国際共同研究] Durham University(英国)
• [国際共同研究] Caltech(米国)
• [雑誌論文] FIR-luminous [C II] Emitters in the ALMA-SCUBA-2 COSMOS Survey (AS2COSMOS): The Nature of Submillimeter Galaxies in a 10 Comoving Megaparsec-scale Structure at z~4.6 (2021)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhashi, Matsuda, Smail, Hayatsu, Simpson, Swinbank, Umehata, Dudzeviciute, Birkin, Ikarashi, Chen, Tadaki, Yajima, Harikane, Inami, Chapman, Hatsukade, Iono, Bunker, Ao, Saito, Ueda, and Sakamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 907 号: 2 ページ: 122-122
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abcc72
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Three-dimensional Distribution Map of H i Gas and Galaxies around an Enormous Lyα Nebula and Three QSOs at z = 2.3 Revealed by the H i Tomographic Mapping Technique (2020)
  • 著者名/発表者名: Mukae S., Ouchi M., Cai Z., Lee K-G., and 20 coauthors including Suzuki, Nao
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 896 号: 1 ページ: 45-45
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab8db7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Large Population of ALMA Galaxies at z > 6 with Very High [O iii] 88 μm to [C ii] 158 μm Flux Ratios: Evidence of Extremely High Ionization Parameter or PDR Deficit? (2020)
  • 著者名/発表者名: Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Inoue Akio K.、Matsuoka Yoshiki、Tamura Yoichi、Bakx Tom、Fujimoto Seiji、Moriwaki Kana、Ono Yoshiaki、Nagao Tohru、Tadaki Ken-ichi、Kojima Takashi、Shibuya Takatoshi、Egami Eiichi、Ferrara Andrea、Gallerani Simona、Hashimoto Takuya、Kohno Kotaro、Matsuda Yuichi、Matsuo Hiroshi、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 896 号: 2 ページ: 93-93
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab94bd
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An ALMA survey of the brightest sub-millimetre sources in the SCUBA-2?COSMOS field (2020)
  • 著者名/発表者名: Simpson J M et al.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 495 号: 3 ページ: 3409-3430
  • DOI: 10.1093/mnras/staa1345
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An ALMA/NOEMA survey of the molecular gas properties of high-redshift star-forming galaxies (2020)
  • 著者名/発表者名: Birkin Jack E et al.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 501 号: 3 ページ: 3926-3950
  • DOI: 10.1093/mnras/staa3862
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of the Far-infrared [O iii] and Dust Emission in a Galaxy at Redshift 8.312: Early Metal Enrichment in the Heart of the Reionization Era (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamura Yoichi、Mawatari Ken、Hashimoto Takuya、Inoue Akio K.、Zackrisson Erik、Christensen Lise、Binggeli Christian、Matsuda Yuichi、Matsuo Hiroshi、Takeuchi Tsutomu T.、Asano Ryosuke S.、Sunaga Kaho、Shimizu Ikkoh、Okamoto Takashi、Yoshida Naoki、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 874 号: 1 ページ: 27-27
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab0374
  • NAID: 120006650166
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The distribution and physical properties of high-redshift [O?iii] emitters in a cosmological hydrodynamics simulation (2018)
  • 著者名/発表者名: Moriwaki Kana、Yoshida Naoki、Shimizu Ikkoh、Harikane Yuichi、Matsuda Yuichi、Matsuo Hiroshi、Hashimoto Takuya、Inoue Akio K、Tamura Yoichi、Nagao Tohru
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 巻: 481 号: 1 ページ: L84-L88
  • DOI: 10.1093/mnrasl/sly167
  • 査読あり
• [雑誌論文] A high dust emissivity index β for a CO-faint galaxy in a filamentary Lyα nebula at z = 3.1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato Yuta、Matsuda Yuichi、Iono Daisuke、Hatsukade Bunyo、Umehata Hideki、Kohno Kotaro、Alexander David M、Ao Yiping、Chapman Scott C、Hayes Matthew、Kubo Mariko、Lehmer Bret D、Malkan Matthew A、Michiyama Tomonari、Nagao Tohru、Saito Tomoki、Tanaka Ichi、Taniguchi Yoshiaki
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 5 ページ: 6-11
  • DOI: 10.1093/pasj/psy087
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The onset of star formation 250 million years after the Big Bang (2018)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto Takuya、Laporte Nicolas、Mawatari Ken、Umehata Hideki et al
  • 雑誌名: Nature 巻: 557 号: 7705 ページ: 392-395
  • DOI: 10.1038/s41586-018-0117-z
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 赤方偏移 4.6 の大規模構造におけるサブミリ波銀河の性質 (2021)
  • 著者名/発表者名: 三橋一輝
  • 学会等名: 日本天文学会 2021年 春季年会
• [学会発表] ALMA observations of Lyman alpha blobs at z=3.1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Matsuda
  • 学会等名: Tokyo Spring Cosmic Lyman-Alpha Workshop (Sakura CLAW)
  • 国際学会
• [学会発表] アルマ望遠鏡による z=3 巨大水素ガス天体のサブミリ連続波観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松田有一
  • 学会等名: 日本天文学会
• [学会発表] The environment of submillimetre galaxies (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Matsuda
  • 学会等名: SMG20 - Twenty years of Submillimetre Galaxies: Star-forming galaxies at high redshifts.
  • 国際学会