セファイド変光星の多次元情報に基づく銀河系円盤の進化過程の検証

• 研究課題/領域番号: 18H01248
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分16010:天文学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松永 典之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80580208)
• 研究分担者: 辻本 拓司 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 助教 (10270456) ; 小林 尚人 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50280566) ; 河北 秀世 京都産業大学, 理学部, 教授 (70356129) ; 馬場 淳一 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 特任助教 (90569914)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 脈動変光星 / 天の川銀河 / 恒星化学組成 / 高分散分光観測 / 渦巻き腕

研究成果の概要

本研究では、セファイドなどの脈動変光星をトレーサとして、銀河系円盤にある恒星の化学組成の進化を探るための研究を行った。Gaia衛星によって得られたセファイドの位置・運動情報を用いた研究では、銀河系円盤の回転や渦状腕の力学的進化について新たな知見を得た。一方、あまり応用が進んでいない赤外線域での高分散分光観測によって、セファイドの化学組成を測定することができた。2022年9月にはWINERED近赤外線分光器をマゼラン望遠鏡(口径6.5メートル)に取り付けて観測することにも成功し、銀河系円盤の広い範囲のセファイドを感度よく観測して元素組成を含むセファイドの多次元情報を取得していく目途がついた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

銀河系(天の川銀河)は我々の太陽系が所属する身近な銀河である。本研究では、高精度の距離測定が可能なセファイド変光星をターゲットとし、星間物質の吸収の影響が小さい近赤外線での分光観測というツールを用いることで、銀河系中の広い範囲における星の位置・運動・化学組成を観測的に調べる手法を確立した。セファイドは年齢が1億年程度と若く、銀河系進化の歴史の中ではごく最近生まれた星である。本研究の成果を今後応用することにより、銀河系がどのような進化を経て現在のような姿になったのかを探ることができる。

研究成果

• [国際共同研究] ローマ大学トルベルガータ校(イタリア)
• [国際共同研究] カーネギー天文台(米国)
• [国際共同研究] ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン(英国)
• [国際共同研究] ローマ大学トルベルガータ校/パドヴァ天文台(イタリア)
• [国際共同研究] 北京大学/中国科学院国家天文台(中国)
• [国際共同研究] カーネギー天文台(米国)
• [国際共同研究] ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン(英国)
• [国際共同研究] 南アフリカ天文台(南アフリカ)
• [国際共同研究] ローマ大学トルベルガータ校/パドヴァ天文台(INAF)(イタリア)
• [国際共同研究] 北京大学/中国科学院国家天文台(中国)
• [国際共同研究] カーネギー天文台(米国)
• [雑誌論文] A Very Metal-poor RR Lyrae Star with a Disk Orbit Found in the Solar Neighborhood (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga、Itane、Hattori、Crestani、Braga、Bono、Taniguchi、Baba、Maehara、Ukita、Sakamoto、Kobayashi、Aoki、Soyano、Tarusawa、Sarugaku、Mito、Sako、Doi、Nakada、Izumi、Ita、Onozato、Jian、Kondo、Hamano、Yasui、Tsujimoto、Otsubo、Ikeda、Kawakita
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 925 号: 1 ページ: 10-10
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac3483
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Age distribution of stars in boxy/peanut/X-shaped bulges formed without bar buckling (2022)
  • 著者名/発表者名: Baba Junichi、Kawata Daisuke、Schenrich Ralph
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 513 号: 2 ページ: 2850-2861
  • DOI: 10.1093/mnras/stac598
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Line-depth ratios as indicators of effective temperature and surface gravity (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga Noriyuki、Jian Mingjie、Taniguchi Daisuke、Elgueta Scarlet S
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 506 号: 1 ページ: 1031-1044
  • DOI: 10.1093/mnras/stab1770
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Absorption Lines in the 0.91?1.33 μm Spectra of Red Giants for Measuring Abundances of Mg, Si, Ca, Ti, Cr, and Ni (2021)
  • 著者名/発表者名: Fukue Kei、Matsunaga Noriyuki、Kondo Sohei、Taniguchi Daisuke、Ikeda Yuji、Kobayashi Naoto、Sameshima Hiroaki、Hamano Satoshi、Arai Akira、Kawakita Hideyo、Yasui Chikako、Mizumoto Misaki、Otsubo Shogo、Takenaka Keiichi、Yoshikawa Tomohiro、Tsujimoto Takuji
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 913 号: 1 ページ: 62-62
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abf0b1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effective temperatures of red supergiants estimated from line-depth ratios of iron lines in the YJ bands, 0.97-1.32μm (2021)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Daisuke、Matsunaga Noriyuki、Jian Mingjie、Kobayashi Naoto、Fukue Kei、Hamano Satoshi、Ikeda Yuji、Kawakita Hideyo、Kondo Sohei、Otsubo Shogo、Sameshima Hiroaki、Takenaka Keiichi、Yasui Chikako
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 502 号: 3 ページ: 4210-4226
  • DOI: 10.1093/mnras/staa3855
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Parametric Galactic Model toward the Galactic Bulge Based on Gaia and Microlensing Data (2021)
  • 著者名/発表者名: Koshimoto Naoki、Baba Junichi、Bennett David P.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 917 号: 2 ページ: 78-78
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac07a8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The effect of surface gravity on line-depth ratios in the wavelength range 0.97?1.32?μm (2020)
  • 著者名/発表者名: Jian Mingjie、Taniguchi Daisuke、Matsunaga Noriyuki、Kobayashi Naoto、Ikeda Yuji、Yasui Chikako、Kondo Sohei、Sameshima Hiroaki、Hamano Satoshi、Fukue Kei、Arai Akira、Otsubo Shogo、Kawakita Hideyo
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 494 号: 2 ページ: 1724-1734
  • DOI: 10.1093/mnras/staa834
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Remarkable Migration of the Solar System from the Innermost Galactic Disk; a Wander, a Wobble, and a Climate Catastrophe on the Earth (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsujimoto Takuji、Baba Junichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 904 号: 2 ページ: 137-137
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abc00a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of Absorption Lines of Heavy Metals in the Wavelength Range 0.97-1.32 μm (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga Noriyuki、Taniguchi Daisuke、Jian Mingjie、Ikeda Yuji、Fukue Kei、Kondo Sohei、Hamano Satoshi、Kawakita Hideyo、Kobayashi Naoto、Otsubo Shogo、Sameshima Hiroaki、Takenaka Keiichi、Tsujimoto Takuji、Watase Ayaka、Yasui Chikako、Yoshikawa Tomohiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 246 号: 1 ページ: 10-10
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ab5c25
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The 3D Distribution of Long-period Mira Variables in the Galactic Disk (2020)
  • 著者名/発表者名: Urago Riku、Omodaka Toshihiro、Nagayama Takahiro、Watabe YuKi、Miyanosita Ryo、Matsunaga Noriyuki、Burns Ross A.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 891 号: 1 ページ: 50-50
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab70b1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Age dating the Galactic bar with the nuclear stellar disc (2020)
  • 著者名/発表者名: Baba Junichi、Kawata Daisuke
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 492 号: 3 ページ: 4500-4511
  • DOI: 10.1093/mnras/staa140
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Fe I Lines in 0.91-1.33 μm Spectra of Red Giants for Measuring the Microturbulence and Metallicities (2019)
  • 著者名/発表者名: Kondo Sohei、Fukue Kei、Matsunaga Noriyuki、Ikeda Yuji、Taniguchi Daisuke、Kobayashi Naoto、Sameshima Hiroaki、Hamano Satoshi、Arai Akira、Kawakita Hideyo、Yasui Chikako、Izumi Natsuko、Mizumoto Misaki、Otsubo Shogo、Takenaka Keiichi、Watase Ayaka、Asano Akira、Yoshikawa Tomohiro、Tsujimoto Takuji
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 875 号: 2 ページ: 129-129
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab0ec4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stellar Overdensity in the Local Arm in Gaia DR2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyachi, Yusuke; Sakai, Nobuyuki; Kawata, Daisuke; Baba, Junichi; Honma, Mareki; Matsunaga, Noriyuki; Fujisawa, Kenta
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 882 号: 1 ページ: 48-56
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2f86
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] First Detection of A-X (0,0) Bands of Interstellar C2 and CN (2019)
  • 著者名/発表者名: Hamano Satoshi、Kawakita Hideyo、Kobayashi Naoto、Takenaka Keiichi、Ikeda Yuji、Matsunaga Noriyuki、Kondo Sohei、Sameshima Hiroaki、Fukue Kei、Yasui Chikako、Mizumoto Misaki、Otsubo Shogo、Watase Ayaka、Yoshikawa Tomohiro、Kobayashi Hitomi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 881 号: 2 ページ: 143-143
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2e0f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical Compositions of Field and Globular Cluster RR Lyrae Stars. II. ω Centauri (2019)
  • 著者名/発表者名: Magurno D.、Sneden C.、Bono G.、Braga V. F.、Mateo M.、Persson S. E.、Preston G.、Th?venin F.、Silva R. da、Dall’Ora M.、Fabrizio M.、Ferraro I.、Fiorentino G.、Iannicola G.、Inno L.、Marengo M.、Marinoni S.、Marrese P. M.、Mart?nez-V?zquez C. E.、Matsunaga N.、Monelli M.、Neeley J. R.、Nonino M.、Walker A. R.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 881 号: 2 ページ: 104-104
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2e76
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The metallicity effect on line-depth ratios in APOGEE H-band spectra (2019)
  • 著者名/発表者名: Jian Mingjie、Matsunaga Noriyuki、Fukue Kei
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 485 号: 1 ページ: 1310-1319
  • DOI: 10.1093/mnras/stz237
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Galactic r-process Abundance Feature Shaped by Radial Migration (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsujimoto, Takuji; Baba, Junichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 878 号: 2 ページ: 125-133
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab22b3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Variable Stars in Terzan 5: Additional Evidence of Multi-age and Multi-iron Stellar Populations (2019)
  • 著者名/発表者名: Origlia L.、Mucciarelli A.、Fiorentino G.、Ferraro F. R.、Dalessandro E.、Lanzoni B.、Rich R. M.、Massari D.、Contreras Ramos R.、Matsunaga N.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 871 号: 1 ページ: 114-114
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaf730
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Correction of Near-infrared High-resolution Spectra for Telluric Absorption at 0.90-1.35 μm (2018)
  • 著者名/発表者名: Sameshima, H., Matsunaga, N., Kobayashi, N., Kawakita, H., Hamano, S., Ikeda, Y., Kondo, S., Fukue, K., Taniguchi, D., Mizumoto, M., Arai, A., Otsubo, S., Takenaka, K., Watase, A., Asano, A., Yasui, C., Izumi, N., Yoshikawa, T.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of the Pacific 巻: 989 号: 989 ページ: 074502-074502
  • DOI: 10.1088/1538-3873/aac1b4
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new and homogeneous metallicity scale for Galactic classical Cepheids (2018)
  • 著者名/発表者名: Proxauf B.、da Silva R.、Kovtyukh V. V.、Bono G.、Inno L.、Lemasle B.、Pritchard J.、Przybilla N.、Storm J.、Urbaneja M. A.、Valenti E.、Bergemann M.、Buonanno R.、D’Orazi V.、Fabrizio M.、Ferraro I.、Fiorentino G.、Fran?ois P.、Iannicola G.、Laney C. D.、Kudritzki R.-P.、Matsunaga N.、and others
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 616 ページ: A82-A82
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201833087
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A newly identified emission-line region around P Cygni (2018)
  • 著者名/発表者名: Mizumoto, M., Kobayashi, N., Hamano, S., Ikeda, Y., Kondo, S., Sameshima, H., Matsunaga, N., Fukue, K., Yasui, C., Izumi, N., Kawakita, H., Nakanishi, K., Nakaoka, T., Otsubo, S., & Maehara, H.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 481 号: 1 ページ: 793-805
  • DOI: 10.1093/mnras/sty2239
  • 査読あり
• [雑誌論文] A near infrared variable star survey in the Magellanic Clouds: The Small Magellanic Cloud data (2018)
  • 著者名/発表者名: Ita Yoshifusa、Matsunaga Noriyuki、Tanabe Toshihiko、Nakada Yoshikazu、Kato Daisuke、Nagayama Takahiro、Nagashima Chie、Kurita Mikio、Nakajima Yasushi、Whitelock Patricia A、Menzies John W、Feast Michael W、Nagata Tetsuya、Tamura Motohide、Nakaya Hidehiko
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 481 ページ: 4206-4220
  • DOI: 10.1093/mnras/sty2539
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] WINERED High-resolution Near-infrared Line Catalog: A-type Star (2018)
  • 著者名/発表者名: Sameshima Hiroaki、Ikeda Yuji、Matsunaga Noriyuki、Fukue Kei、Kobayashi Naoto、Kondo Sohei、Hamano Satoshi、Kawakita Hideyo、Yasui Chikako、Izumi Natsuko、Mizumoto Misaki、Otsubo Shogo、Takenaka Keiichi、Watase Ayaka、Asano Akira、Yoshikawa Tomohiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 239 号: 2 ページ: 19-19
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aae924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Galactic rotation from Cepheids with Gaia DR2 and effects of non-axisymmetry (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawata Daisuke、Bovy Jo、Matsunaga Noriyuki、Baba Junichi
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 482 号: 1 ページ: 40-51
  • DOI: 10.1093/mnras/sty2623
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] First metallicity determination from near-infrared spectra for five obscured Cepheids discovered in the inner disc (2018)
  • 著者名/発表者名: Inno L、Urbaneja M A、Matsunaga N、Bono G、Nonino M、Debattista V P、Sormani M C、Bergemann M、da?Silva R、Lemasle B、Romaniello M、Rix H-W
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 482 号: 1 ページ: 83-97
  • DOI: 10.1093/mnras/sty2661
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Luminous AGB variables in the dwarf irregular galaxy, NGC 3109 (2018)
  • 著者名/発表者名: Menzies John W、Whitelock Patricia A、Feast Michael W、Matsunaga Noriyuki
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 483 号: 4 ページ: 5150-5165
  • DOI: 10.1093/mnras/sty3438
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] The near-infrared spectrograph, WINERED, starting observations at Las Campanas Observatory (2022)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Matsunaga
  • 学会等名: Chile-Japan Academic Forum 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Pulsating stars in the Milky Way: IRSF surveys and more (2022)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Matsunaga
  • 学会等名: The Workshop on Infrared Astronomy with the Infrared Survey Facility
  • 国際学会
• [学会発表] Setting the stages of NIR spectroscopy for a bird's-eye view of the Milky Way disk (2022)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Matsunaga
  • 学会等名: Linking the Galactic and Extragalactic
  • 国際学会
• [学会発表] セファイド変光星を用いるリン元素の進化の観測的研究に向けて (2022)
  • 著者名/発表者名: 松永典之
  • 学会等名: 天の川銀河研究会2022
• [学会発表] セファイド変光星の近赤外線校分散分光観測によるリン元素組成の研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松永典之
  • 学会等名: 連星系・変光星研究会2022
• [学会発表] Near-IR windows of precise and detailed chemical measurements (2019)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Matsunaga
  • 学会等名: Subaru Telescope 20th Anniversary Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] ELTs for complex stellar populations around the Galactic Center (2018)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Matsunaga
  • 学会等名: IAU Symposium 347 "EArly Science with ELTs (EASE)"
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cepheids as tracers of the Milky Way in the era of Gaia (2018)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Matsunaga
  • 学会等名: The life and times of the Milky Way
  • 国際学会
• [学会発表] Interstllar extinction toward the Galactic bulge (2018)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Matsunaga
  • 学会等名: The Galactic Bulge at the crossroads
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 太った星の体温測定
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/info/7248/
• [備考] 宇宙の錬金術を観察するためのカギを赤外線域で発見
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/info/6668/
• [備考] 宇宙の錬金術を観察するためのカギを赤外線域で発見
  • URL: https://www.nao.ac.jp/news/science/2020/20200109-jasmine.html
• [備考] 宇宙の錬金術を観察するためのカギを赤外線域で発見
  • URL: https://www.kyoto-su.ac.jp/news/20200109_859_winered.html
• [備考] 死にゆく大質量星が星のごく近くに作る衝撃波を発見
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2018/6040/