高赤方偏移クェーサーの分子化学組成研究

• 研究課題/領域番号: 18K13577
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 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: 西村 優里 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (90816191)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 銀河進化 / 星間化学 / クェーサー / 高赤方偏移銀河 / 電波天文学 / 銀河形成 / 星間物質 / 星形成

研究成果の概要

大型望遠鏡で観測できる様々な分子のスペクトル線は、銀河の構造や力学、温度や密度といった物理パラメータを調べる手がかりになる。宇宙年齢25億年に相当する遠方にあり、重力レンズ効果によって明るく見えるCloverleafクェーサーに対してALMA望遠鏡による高感度・高空間分解観測を行うことで、この銀河における主要な分子の空間分布が明らかになった。また、銀河の中心核付近に局在して特徴的な組成の領域があること、ガスの豊富な回転構造があることも示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

銀河の観測的研究では、遠くのものほど小さく暗く見えるため、遠方にある銀河はどうしても近傍にある銀河と比べて詳細を調べることがより困難になる。近年の望遠鏡の技術的な進歩、とりわけALMA望遠鏡の高感度・高空間分解能は、遠方天体での分子スペクトル線の観測可能性を大きく切り拓いた。この状況の下、銀河の分子化学組成とそれを構造や力学と対応づける研究は黎明期を迎えている。この研究では、宇宙の歴史を通じて最も著しく星形成が行われる時代の代表的な銀河について、かつてない高感度観測で分子化学組成を明らかにした。この結果は、今後より多数の銀河に研究が拡張される際のベンチマークとして役立てられる。

研究成果

• [国際共同研究] Chalmers University of Technology(スウェーデン)
• [国際共同研究] Chalmers University of Technology(スウェーデン)
• [国際共同研究] Chalmers University of Technology(スウェーデン)
• [国際共同研究] Chalmers University of Technology(スウェーデン)
• [雑誌論文] Central concentration of warm and dense molecular gas in a strongly lensed submillimeter galaxy at z = 6 (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsujita Akiyoshi、Tadaki Ken-ichi、Kohno Kotaro、Hatsukade Bunyo、Egusa Fumi、Tamura Yoichi、Nishimura Yuri、Zavala Jorge、Saito Toshiki、Umehata Hideki、Lee Minju M
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 74 号: 6 ページ: 1429-1440
  • DOI: 10.1093/pasj/psac082
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of nitrogen and oxygen in a galaxy at the end of reionization (2022)
  • 著者名/発表者名: Tadaki Ken-ichi、Tsujita Akiyoshi、Tamura Yoichi、Kohno Kotaro、Hatsukade Bunyo、Iono Daisuke、Lee Minju M、Matsuda Yuichi、Michiyama Tomonari、Nagao Tohru、Nakanishi Kouichiro、Nishimura Yuri、Saito Toshiki、Umehata Hideki、Zavala Jorge
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 74 号: 3 ページ: L9-L16
  • DOI: 10.1093/pasj/psac018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] AGN-driven Cold Gas Outflow of NGC 1068 Characterized by Dissociation-Sensitive Molecules (2022)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito, Shuro Takano, Nanase Harada, Taku Nakajima, Eva Schinnerer, Daizhong Liu, Akio Taniguchi, Takuma Izumi, Yumi Watanabe, Kazuharu Bamba, Kotaro Kohno, Yuri Nishimura, Sophia Stuber, Tomoka Tosaki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 935 号: 2 ページ: 155-155
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac80ff
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] APEX and NOEMA observations of H2S in nearby luminous galaxies and the ULIRG Mrk 231 (2022)
  • 著者名/発表者名: Sato M. T.、Aalto S.、Kohno K.、Koenig S.、Harada N.、Viti S.、Izumi T.、Nishimura Y.、Gorski M.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 660 ページ: A82-A82
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141260
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Kiloparsec-scale Neutral Atomic Carbon Outflow in the Nearby Type 2 Seyfert Galaxy NGC 1068: Evidence for Negative AGN Feedback (2022)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Saito, Shuro Takano, Nanase Harada, Taku Nakajima, Eva Schinnerer, Daizhong Liu, Akio Taniguchi, Takuma Izumi, Yumi Watanabe, Kazuharu Bamba, Eric Herbs, Kotaro Kohno, Yuri Nishimura, Sophia Stuber, Yoichi Tamura, and Tomoka Tosaki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 927 号: 2 ページ: L32-L32
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ac59ae
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ALCHEMI, an ALMA Comprehensive High-resolution Extragalactic Molecular Inventory (2021)
  • 著者名/発表者名: Martin S.、Mangum J. G.、Harada N.、Costagliola F.、Sakamoto K.、Muller S.、Aladro R.、Tanaka K.、Yoshimura Y.、Nakanishi K.、Herrero-Illana R.、Muehle S.、Aalto S.、Behrens E.、Colzi L.、Emig K. L.、Fuller G. A.、Garcia-Burillo S.、Greve T. R.、Henkel C.、Holdship J.、Humire P.、Hunt L.、Izumi T.、Kohno K.他
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 656 ページ: A46-A46
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141567
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Starburst Energy Feedback Seen through HCO+/HOC+ Emission in NGC 253 from ALCHEMI (2021)
  • 著者名/発表者名: Harada Nanase、Martin Sergio、Mangum Jeffrey G.、Sakamoto Kazushi、Muller Sebastien、Tanaka Kunihiko、Nakanishi Kouichiro、Herrero-Illana Rubin、Yoshimura Yuki、Muehle Stefanie、Aladro Rebeca、Colzi Laura、Rivilla Victor M.、Aalto Susanne、Behrens Erica、Henkel Christian、Holdship Jonathan、Humire P. K.他
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 923 号: 1 ページ: 24-24
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac26b8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CON-quest: Searching for the most obscured galaxy nuclei (2021)
  • 著者名/発表者名: Falstad, Aalto, Koenig, Onishi, Muller, Gorski, Sato, Stanley, Combes, Gonzalez-Alfonso, Mangum, Evans, Barcos-Munoz, Privon, Linden, Diaz-Santos, Martin, Sakamoto, Harada, Fuller, Gallagher, van der Werf, Viti, Greve, Garcia-Burillo, Henkel, Imanishi, Izumi, Nishimura, Ricci, Muehle
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: －
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] LEGO ? II. A 3?mm molecular line study covering 100?pc of one of the most actively star-forming portions within the Milky Way disc (2020)
  • 著者名/発表者名: Barnes A T, Kauffmann J, Bigiel F, Brinkmann N, Colombo D, Guzman A E, Kim W J, Szucs L, Wakelam V, Aalto S, Albertsson T, Evans N J, Glover S C O, Goldsmith P F, Kramer C, Menten K, Nishimura Y, Viti S, Watanabe Y, Weiss A, Wienen M, Wiesemeyer H, Wyrowski F
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 497 号: 2 ページ: 1972-2001
  • DOI: 10.1093/mnras/staa1814
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chemistry and physics of a low-metallicity hot core in the Large Magellanic Cloud (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimonishi, T., Das, A., Sakai, N., Tanaka, K. E. I., Aikawa, Y., Onaka, T., Watanabe, Y., and Nishimura, Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 891 号: 2 ページ: 164-164
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab6e6b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular Gas Density Measured with H2CO and CS toward a Spiral Arm of M51 (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Yuri、Watanabe Yoshimasa、Harada Nanase、Kohno Kotaro、Yamamoto Satoshi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 879 号: 2 ページ: 65-65
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab24d3
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3 mm Spectral Line Survey toward the Barred Spiral Galaxy NGC 3627 (2019)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Yoshimasa、Nishimura Yuri、Sorai Kazuo、Sakai Nami、Kuno Nario、Yamamoto Satoshi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 242 号: 2 ページ: 26-26
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ab1d63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular-cloud-scale Chemical Composition. III. Constraints of Average Physical Properties through Chemical Models (2019)
  • 著者名/発表者名: Harada Nanase、Nishimura Yuri、Watanabe Yoshimasa、Yamamoto Satoshi、Aikawa Yuri、Sakai Nami、Shimonishi Takashi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 871 号: 2 ページ: 238-238
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaf72a
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] CONquest + CONtrail: chemical characterization of CONs and outflows (2023)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: CONquest workshop 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ALMA Band 3 line survey toward the Cloverleaf quasar at z~2.56 (2023)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: 2023 Kavli-IAU Astrochemistry Symposium: Astrochemistry VIII - From the First Galaxies to the Formation of Habitable Worlds
  • 国際学会
• [学会発表] ALMA Band 3 line survey oward the Cloverleaf quasar at z~2.56 (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: Molecules in extreme environments: Near and Far
  • 国際学会
• [学会発表] ALMA Band 3 line survey toward the Cloverleaf quasar at z~2.56 (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: A half century of millimeter and submillimeter astronomy: Impact on astronomy/astrophysics and the future
  • 国際学会
• [学会発表] Spatially and Spectrally resolved HCN/HCO+ ratio in the CON-quest galaxies (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: CON-quest workshop 2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spatially and Spectrally resolved HCN/HCO+ ratio in U/LIRGs from the CONquest sample (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: Astrochemical Frontiers 2021
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spatially and Spectrally resolved HCN/HCO+ ratio in U/LIRGs from the CONquest sample (2021)
  • 著者名/発表者名: 西村優里
  • 学会等名: 第5回 FORCE研究会「埋もれたAGNの宇宙論的進化」
• [学会発表] Spatially and Spectrally resolved HCN/HCO+ ratio in U/LIRGs: Mechanisms to elevate the line ratio (2021)
  • 著者名/発表者名: 西村優里
  • 学会等名: ALMA Grant Fellow Symposium 2021
• [学会発表] Spatially and spectrally resolved HCN/HCO+ ratios in ultraluminous and lumi- nous infrared galaxies from the CON-quest sample (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: 日本天文学会 2021年春季年会
• [学会発表] 重力レンズクェーサーCloverleafにおける350 GHz帯分子輝線サーベイ (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: 日本天文学会 2021年春季年会
• [学会発表] Spatially and spectrally resolved HCN/HCO+ ratios in the CONquest galaxies (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: CON-quest workshop 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Spatially and spectrally resolved HCN/HCO+ ratio in luminous infrared galaxies 
from the CON-quest sample (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: ALMA Grant Fellow Symposium 2020
• [学会発表] Multi-line spectroscopy to assess molecular cloud properties (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: East-Asian ALMA science workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ALMA rest-frame 0.8 mm-band line survey in the Cloverleaf (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: ALMA workshop “The blind search for hidden galaxies in an abundant line of sight”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular-cloud-scale multi-line mapping toward the Galactic molecular cloud W3(OH) in the 3 mm and 0.8 mm band (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: Linking the Milky Way and Nearby Galaxies
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular-Cloud-Scale Multi-Line Imaging Toward W3(OH) in the 3 mm and 0.8 mm Bands (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: Behind the Curtain of Dust III
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 分子輝線から銀河を理解するための”分子雲”の星間化学 (2019)
  • 著者名/発表者名: ⻄村優里
  • 学会等名: 第49回 天文・天体物理若手 夏の学校
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular-Cloud-Scale Chemical Composition: Observations of Nearby Galaxies and Galactic Clouds (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: ALMA Grant Fellow Symposium 2019
• [学会発表] Molecular-cloud-scale multi-line imaging toward W3(OH) in the 0.8 mm band (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村優里、渡邉祥正、原田ななせ、吉村勇紀、河野孝太郎、山本智
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] Molecular composition of local dwarf galaxies: Astrochemistry in low-metallicity environments (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: IAU Symposium 344 - Dwarf Galaxies: From the Deep Universe to the Present
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular ISM of galaxies from local dwarfs to high-redshifts (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: Hendrik van de Hulst Centennial Symposium - The Interstellar Medium of Galaxies: Status and Future Perspectives
  • 国際学会
• [学会発表] Galactic diffuse molecular gas detected in absorption toward ALMA calibrator sources (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishimura
  • 学会等名: Cosmic Shadow 2018 ~クェーサー吸収線系でみる宇宙~