極度に強い輝線を示す銀河を用いた宇宙初期の銀河進化と宇宙再電離の観測的研究

• 研究課題/領域番号: 17K14257
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 小野寺 仁人 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40778396)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 銀河進化 / 銀河形成 / 宇宙再電離 / 銀河 / 光赤外線天文学 / 天文

研究成果の概要

本研究では、赤方偏移3<z<3.7にある極めて強い[OIII]λ5007輝線を示す星形成銀河の系統的な探査をおこなった。探査は強い輝線によるKバンド等級の超過に注目しておこない、240天体をサンプルとして抽出した。これらのうち19天体についてすばる望遠鏡のMOIRCSをもちいた近赤外線分光観測によって、実際に強い輝線を示す赤方偏移3を越える天体であることを確認した。得られたデータから求めた銀河の物理量の比較をしたところ、これらの天体は若く、低金属量で、激しい星形成活動をおこなっていることが示唆された。また、ライマン連続光の生成効率が広く用いられている値よりも2倍程度以上高いことがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、極めて強い輝線を示す赤方偏移3を越える銀河を広帯域フィルターのデータのみによって選択できることを示した。狭帯域フィルターによるサーベイはその利点はあるものの、広帯域フィルターを用いた場合は一度に観測できる宇宙の体積がはるかに大きいため、相補的な手法を確立させた点で意義がある。また、これらの天体のライマン連続光の高い生成効率を再現するには、広く用いられている恒星種族合成モデルに対して修正が必要なことが示唆され、極端な天体を用いたことで理論についての制限を与えた点でも学術的意義がある。

研究成果

• [国際共同研究] CEA/Saclay(フランス)
• [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)
• [国際共同研究] Cosmic Dawn Center(デンマーク)
• [国際共同研究] CEA/Saclay(フランス)
• [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)
• [国際共同研究] CEA/Saclay(フランス)
• [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)
• [雑誌論文] The Typical Massive Quiescent Galaxy at z~3 is a Post-starburst (2020)
  • 著者名/発表者名: D'Eugenio C., Daddi E., Gobat R., Strazzullo V., Lustig P., Delvecchio I., Jin S., Puglisi A., Calabro A., Mancini C., Dickinson M., Cimatti A., Onodera M.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 892 号: 1 ページ: L2-L2
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab7a96
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Quiescent Galaxies 1.5 Billion Years after the Big Bang and Their Progenitors (2020)
  • 著者名/発表者名: Valentino Francesco、Tanaka Masayuki、Davidzon Iary、他16名、Yabe Kiyoto、他1名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 889 号: 2 ページ: 93-93
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab64dc
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The MUSE Atlas of Discs (MAD): Ionized gas kinematic maps and an application to diffuse ionized gas (2020)
  • 著者名/発表者名: den Brok M., Carollo C. M., Erroz-Ferrer S., Fagioli M., Brinchmann J., Emsellem E., Krajnovic D., Marino R. A., Onodera M., Tacchella S., Weilbacher P. M., Woo J.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 491 号: 3 ページ: 4089-4107
  • DOI: 10.1093/mnras/stz3184
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Second Data Release of the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2019)
  • 著者名/発表者名: Aihara et al. (including C. Hikage)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 号: 6 ページ: 114-114
  • DOI: 10.1093/pasj/psz103
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Stellar Velocity Dispersion of a Massive Quenching Galaxy at z = 4.01 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Masayuki、Valentino Francesco、Toft Sune、Onodera Masato、Shimakawa Rhythm、Ceverino Daniel、Faisst Andreas L.、Gallazzi Anna、Gomez-Guijarro Carlos、Kubo Mariko、Magdis Georgios E.、Steinhardt Charles L.、Stockmann Mikkel、Yabe Kiyoto、Zabl Johannes
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 885 号: 2 ページ: L34-L34
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab4ff3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A contribution of star-forming clumps and accreting satellites to the mass assembly of z~2 galaxies (2019)
  • 著者名/発表者名: Zanella A., Le Floc'h E., Harrison C. M., Daddi E., Bernhard E., Gobat R., Strazzullo V., Valentino F., Cibinel A., Sanchez Almeida J., Kohandel M., Fensch J., Behrendt M., Burkert A., Onodera M., Bournaud F., Scholtz J.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 489 号: 2 ページ: 2792-2818
  • DOI: 10.1093/mnras/stz2099
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] SILVERRUSH. VIII. Spectroscopic Identifications of Early Large-scale Structures with Protoclusters over 200 Mpc at z ~ 6-7: Strong Associations of Dusty Star-forming Galaxies (2019)
  • 著者名/発表者名: Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Ono Yoshiaki、Fujimoto Seiji、Donevski Darko、Shibuya Takatoshi、Faisst Andreas L.、Goto Tomotsugu、Hatsukade Bunyo、Kashikawa Nobunari、Kohno Kotaro、Hashimoto Takuya、Higuchi Ryo、Inoue Akio K.、Lin Yen-Ting、Martin Crystal L.、Overzier Roderik、Smail Ian、Toshikawa Jun、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 883 号: 2 ページ: 142-142
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2cd5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Spectroscopic Study of a Rich Cluster at z = 1.52 with Subaru and LBT: The Environmental Impacts on the Mass-Metallicity Relation (2019)
  • 著者名/発表者名: Namiki Shigeru V.、Koyama Yusei、Hayashi Masao、Tadaki Ken-ichi、Kashikawa Nobunari、Onodera Masato、Shimakawa Rhythm、Kodama Tadayuki、Tanaka Ichi、N. M. Forster-Schreiber、Kurk Jaron、Genzel R.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 877 号: 2 ページ: 118-118
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab1b6c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The MUSE Atlas of Disks (MAD): resolving star formation rates and gas metallicities on <100 pc scales (2019)
  • 著者名/発表者名: Erroz-Ferrer, Carollo, den Brok, Onodera, Brinchmann, Marino, Monreal-Ibero, Schaye, Woo, Cibinel, Debattista, Inami, Maseda, Richard, Tacchella, and Wisotzki
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 484 号: 4 ページ: 5009-5027
  • DOI: 10.1093/mnras/stz194
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multi-wavelength Properties of Type 1 and Type 2 AGN Host Galaxies in the Chandra-COSMOS Legacy Survey (2019)
  • 著者名/発表者名: Suh Hyewon、Civano Francesca、Hasinger Guenther、Lusso Elisabeta、Marchesi Stefano、Schulze Andreas、Onodera Masato、Rosario David J.、Sanders David B.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 872 号: 2 ページ: 168-168
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab01fb
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Deciphering an evolutionary sequence of merger stages in infrared-luminous starburst galaxies at z ~ 0.7 (2019)
  • 著者名/発表者名: Calabro A.、Daddi E.、Puglisi A.、Oliva E.、Gobat R.、Cassata P.、Amorin R.、Arimoto N.、Boquien M.、Carraro R.、Delvecchio I.、Ibar E.、Jin S.、Juneau S.、Liu D.、Onodera M.、Mannucci F.、Mendez-Hernanez H.、Rodighiero G.、Valentino F.、Zanella A.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 623 ページ: A64-A64
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201834522
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dust Attenuation, Bulge Formation, and Inside-out Quenching of Star Formation in Star-forming Main Sequence Galaxies at z ~ 2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Tacchella S.、Carollo C. M.、Forster Schreiber N. M.、Renzini A.、Dekel A.、Genzel R.、Lang P.、Lilly S. J.、Mancini C.、Onodera M.、Tacconi L. J.、Wuyts S.、Zamorani G.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 859 号: 1 ページ: 56-56
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aabf8b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] SILVERRUSH. V. Census of Lyα, [O iii] λ5007, Hα, and [C ii] 158 μm Line Emission with ~1000 LAEs at z = 4.9-7.0 Revealed with Subaru/HSC (2018)
  • 著者名/発表者名: Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Shibuya Takatoshi、Kojima Takashi、Zhang Haibin、Itoh Ryohei、Ono Yoshiaki、Higuchi Ryo、Inoue Akio K.、Chevallard Jacopo、Capak Peter L.、Nagao Tohru、Onodera Masato、他13名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 859 号: 2 ページ: 84-84
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aabd80
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Deciphering the Activity and Quiescence of High-redshift Cluster Environments: ALMA Observations of Cl J1449+0856 at z = 2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Strazzullo V.、Coogan R. T.、Daddi E.、Sargent M. T.、Gobat R.、Valentino F.、Bethermin M.、Pannella M.、Dickinson M.、Renzini A.、Arimoto N.、Cimatti A.、Dannerbauer H.、Finoguenov A.、Liu D.、Onodera M.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 862 号: 1 ページ: 64-64
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aacd10
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Near-infrared Emission Lines in Starburst Galaxies at 0.5 < z < 0.9: Discovery of a Merger Sequence of Extreme Obscurations (2018)
  • 著者名/発表者名: Calabro A.、Daddi E.、Cassata P.、Onodera M.、Gobat R.、Puglisi A.、Jin S.、Liu D.、Amorin R.、Arimoto N.、Boquien M.、Carraro R.、Elbaz D.、Ibar E.、Juneau S.、Mannucci F.、Mendez Hernanez H.、Oliva E.、Rodighiero G.、Valentino F.、Zanella A.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 862 号: 2 ページ: L22-L22
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aad33e
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Merger driven star-formation activity in Cl J1449+0856 at z=1.99 as seen by ALMA and JVLA (2018)
  • 著者名/発表者名: Coogan R T、Daddi E、Sargent M T、Strazzullo V、Valentino F、Gobat R、Magdis G、Bethermin M、Pannella M、Onodera M、Liu D、Cimatti A、Dannerbauer H、Carollo M、Renzini A、Tremou E
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 479 ページ: 703-729
  • DOI: 10.1093/mnras/sty1446
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Molecular Gas Content and Fuel Efficiency of Starbursts at z ~ 1.6 with ALMA (2018)
  • 著者名/発表者名: Silverman J. D.、Rujopakarn W.、Daddi E.、Renzini A.、Rodighiero G.、Liu D.、Puglisi A.、Sargent M.、Mancini C.、Kartaltepe J.、Kashino D.、Koekemoer A.、Arimoto N.、Bethermin M.、Jin S.、Magdis G.、Nagao T.、Onodera M.、Sanders D.、Valentino F.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 867 号: 2 ページ: 92-92
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae25e
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Hyper Suprime-Cam SSP Survey: Overview and survey design (2018)
  • 著者名/発表者名: Aihara Hiroaki、Arimoto Nobuo、Armstrong Robert、 et al. (including Imanishi M.)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: SP1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1093/pasj/psx066
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First data release of the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2018)
  • 著者名/発表者名: Aihara Hiroaki、Armstrong Robert、Bickerton Steven、et al. (including Imanishi M.)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: SP1 ページ: 1-34
  • DOI: 10.1093/pasj/psx081
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Population gradient in Sextans dSph: Comprehensive mapping of a dwarf galaxy by Suprime-Cam (2017)
  • 著者名/発表者名: Okamoto S.、Arimoto N.、Tolstoy E.、Jablonka P.、Irwin M. J.、Komiyama Y.、Yamada Y.、Onodera M.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 467 ページ: 208-217
  • DOI: 10.1093/mnras/stx086
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Interstellar Medium in [O iii]-selected Star-forming Galaxies at z~3.2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Tomoko L.、Kodama Tadayuki、Onodera Masato、Shimakawa Rhythm、Hayashi Masao、Tadaki Ken-ichi、Koyama Yusei、Tanaka Ichi、Sobral David、Smail Ian、Best Philip N.、Khostovan Ali A.、Minowa Yosuke、Yamamoto Moegi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 849 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa8df3
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 面分光で探る星形成銀河~近傍から遠方まで~ (2019)
  • 著者名/発表者名: 小野寺仁人
  • 学会等名: 面分光研究会2019
  • 招待講演
• [学会発表] Near-infrared spectroscopy of extreme emission line galaxies (EELGs) at z>3 (2019)
  • 著者名/発表者名: Masato Onodera
  • 学会等名: EAO Subaru Science Workshop 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Near-IR spectroscopy of extreme emission line galaxies at z>3 (2019)
  • 著者名/発表者名: Masato Onodera
  • 学会等名: Subaru-EAO High-z Galaxy Workshop 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Extreme emission line galaxies (EELGs) at z>3 (2018)
  • 著者名/発表者名: Masato Onodera
  • 学会等名: COSMOS Team Meeting Copenhagen 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Metallicity And Ionization Condition Of Ism In Star-Forming Galaxies At High Redshift (2017)
  • 著者名/発表者名: Masato Onodera
  • 学会等名: Galaxy Evolution Across Time
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] MAD IV. Stellar populations of nearby disc galaxies (2017)
  • 著者名/発表者名: Masato Onodera
  • 学会等名: The 13th MUSE Science Busy Week in Spineto
  • 国際学会
• [学会発表] ISM properties of star-forming galaxies at z~3.3 from MOSFIRE spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Masato Onodera
  • 学会等名: Keck Science Meeting 2017
  • 国際学会