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Revealing Large-Scale Structure and Galaxy Evolution at z~2-3 with 3D Tomography of the Intergalactic Medium

研究課題

研究課題/領域番号 19K14755
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

Lee KheeGan  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任講師 (10822091)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードgalaxies / cosmic web / cosmology / intergalactic medium / astrophysics / cosmological simulations / large-scale structure / astronomy / galaxy clusters
研究開始時の研究の概要

We are developing the technique of intergalactic medium (IGM) tomography, which measures the absorption of light caused by hydrogen gas in front of distant galaxies and quasars. This allows us to map out cosmic structures during the 'Cosmic Noon' epoch of peak galaxy and star-formation over 10 billion years ago. We will study how the gas structures relate to the galaxies embedded in the IGM, and attempt to model how they grow together out of cosmic initial fluctuations. This will yield insights in to how galaxies in the present-day universe came to be.

研究成果の概要

本プロジェクトでは、最大 100 億光年離れた遠い宇宙にある宇宙の網構造を研究しました。網構造の正確な地図を作成するために、望遠鏡からの観測データに基づいた新しい統計手法を開発しました。具体的には、実際に観測された遠方銀河の位置データを元にしたコンピューター シミュレーションを初めて作成し、そこから新しい原始銀河団の特定、さらに、その進化を予測可能になりました。 それに加えて、背景銀河のスペクトルに見られる水素吸収を利用して、遠方の銀河間ガスの3Dマップを初めて作成しました。 これらの手法により、宇宙で最初の「高温の銀河間ガス」が存在すると考えられている原始銀河団の発見が可能になりました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙の物質は、宇宙の網と呼ばれるフィラメント状の構造に沿って分布しています。 宇宙網内のガスと銀河の研究をより遠い過去の宇宙にまで推し進めることで、網構造内の重力不安定性の発展や、宇宙の星形成のピーク時からの銀河進化のプロセスを明らかにできます。さらに、 宇宙初期の暖かい銀河間ガスの発見は、原始的な銀河間ガスが、現在の複雑な状態に変化することも明らかにするでしょう。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 14件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of California Berkeley/Lawrence Berkeley National Laboratory/Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Stockholm University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Princeton University/University of California, Santa Cruz(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Swinburne University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Instituto Astrofisica de Canarias(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UC Berkeley/UC Santa Cruz/Princeton(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Instituto Astrofisica de Canarias(スペイン)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of California, Santa Cruz/University of California, Santa Barbara/University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Instituto Astrofisica de Canarias(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Observational Evidence for Large-scale Gas Heating in a Galaxy Protocluster at z = 2.302023

    • 著者名/発表者名
      Dong Chenze、Lee Khee-Gan、Ata Metin、Horowitz Benjamin、Momose Rieko
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 945 号: 2 ページ: L28-L28

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acba89

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Second Data Release of the COSMOS Lyα Mapping and Tomography Observations: The First 3D Maps of the Detailed Cosmic Web at 2.05 < z < 2.552022

    • 著者名/発表者名
      Horowitz Benjamin、Lee Khee-Gan、Ata Metin、Meller Thomas、Krolewski Alex、Prochaska J. Xavier、Hennawi Joseph F.、White Martin、Schlegel David、Rich R. Michael、Nugent Peter E.、Suzuki Nao、Kashino Daichi、Koekemoer Anton M.、Lemaux Brian C.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 263 号: 2 ページ: 27-27

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac982d

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraining the Fluctuating Gunn-Peterson Approximation using Lyα Forest Tomography at z = 22022

    • 著者名/発表者名
      Kooistra Robin、Lee Khee-Gan、Horowitz Benjamin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 938 号: 2 ページ: 123-123

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac92e8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Predicted future fate of COSMOS galaxy protoclusters over 11 Gyr with constrained simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Ata Metin、Lee Khee-Gan、Vecchia Claudio Dalla、Kitaura Francisco-Shu、Cucciati Olga、Lemaux Brian C.、Kashino Daichi、Muller Thomas
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 6 号: 7 ページ: 857-865

    • DOI

      10.1038/s41550-022-01693-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detecting Preheating in Protoclusters with Lyα Forest Tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Kooistra Robin、Inoue Shigeki、Lee Khee-Gan、Cen Renyue、Yoshida Naoki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 927 号: 1 ページ: 53-53

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac4cb1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraining the Cosmic Baryon Distribution with Fast Radio Burst Foreground Mapping2022

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan、Ata Metin、Khrykin Ilya S.、Huang Yuxin、Prochaska J. Xavier、Cooke Jeff、Zhang Jielai、Batten Adam
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 928 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac4f62

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing Feedback via IGM tomography and the Lyα Forest with Subaru PFS, TMT/ELT, and JWST2021

    • 著者名/発表者名
      Nagamine Kentaro、Shimizu Ikkoh、Fujita Katsumi、Suzuki Nao、Lee Khee-Gan、Momose Rieko、Mukae Shiro、Liang Yongming、Kashikawa Nobunari、Ouchi Masami、Silverman John D.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 914 号: 1 ページ: 66-66

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abfa16

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterizing the signatures of star-forming galaxies in the extragalactic γ-ray background2021

    • 著者名/発表者名
      Owen Ellis R、Lee Khee-Gan、Kong Albert K H
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 506 号: 1 ページ: 52-72

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1707

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] TARDIS. II. Synergistic Density Reconstruction from Lyα Forest and Spectroscopic Galaxy Surveys with Applications to Protoclusters and the Cosmic Web2021

    • 著者名/発表者名
      Horowitz Benjamin、Zhang Benjamin、Lee Khee-Gan、Kooistra Robin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 906 号: 2 ページ: 110-110

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abca35

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Survey of Gravitationally Lensed Objects in HSC Imaging (SuGOHI) VII. Discovery and confirmation of three strongly lensed quasars2021

    • 著者名/発表者名
      Jaelani Anton T、Rusu Cristian E、Kayo Issha、More Anupreeta、Sonnenfeld Alessandro、Silverman John D、Schramm Malte、Anguita Timo、Inada Naohisa、Kondo Daichi、Schechter Paul L、Lee Khee-Gan、Oguri Masamune、Chan James H H、Wong Kenneth C、Inoue Kaiki T
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 502 号: 1 ページ: 1487-1493

    • DOI

      10.1093/mnras/stab145

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effective Opacity of the Intergalactic Medium from Galaxy Spectra Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Monzon Jose S.、Prochaska J. Xavier、Lee Khee-Gan、Chisholm John
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 160 号: 1 ページ: 37-37

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ab94c2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] BIRTH of the COSMOS field: primordial and evolved density reconstructions during cosmic high noon2020

    • 著者名/発表者名
      Ata Metin、Kitaura Francisco-Shu、Lee Khee-Gan、Lemaux Brian C、Kashino Daichi、Cucciati Olga、Hernandez-Sanchez Monica、Le-Fevre Oliver
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 500 号: 3 ページ: 3194-3212

    • DOI

      10.1093/mnras/staa3318

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mapping Quasar Light Echoes in 3D with Lyα Forest Tomography2019

    • 著者名/発表者名
      Schmidt Tobias M.、Hennawi Joseph F.、Lee Khee-Gan、Lukic Zarija、Onorbe Jose、White Martin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 882 号: 2 ページ: 165-165

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab2fcb

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] TARDIS. I. A Constrained Reconstruction Approach to Modeling the z~2.5 Cosmic Web Probed by Lyα Forest Tomography2019

    • 著者名/発表者名
      Horowitz Benjamin、Lee Khee-Gan、White Martin、Krolewski Alex、Ata Metin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 887 号: 1 ページ: 61-61

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab4d4c

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Unveiling the Dynamic High Redshift Cosmic Web with the Prime Focus Spectrograph2023

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Horowitz
    • 学会等名
      KITP Conference: The Co-evolution of the Cosmic Web and Galaxies across Cosmic Time
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Connecting Large-Scale Structure Observations with Constrained Simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Khee-Gan Lee
    • 学会等名
      Alvio@80 Symposium, Crete, Greece
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IGM Tomography and the z~2.3 Cosmic Web in COSMOS2022

    • 著者名/発表者名
      Khee-Gan Lee
    • 学会等名
      COSMOS2022 Team Meeting, Paris, France
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Studying the High-z Cosmic Web with IGM Tomography2021

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      Beijing KIAA Research Seminar
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fast Radio Bursts as a Probe of the IGM and CGM Baryon Distribution2021

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      Royal Astronomical Society Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraining the Cosmic Baryon Distribution with FRB Foreground Specdtroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      FRB2021 Remote Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Studying the High-z Cosmic Web with IGM Tomography2020

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      “Protoclusters: Galaxies in Confinement” Remote Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Reconstructing the High-z Cosmic Web with Subaru PFS2020

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      "Spectroscopic Surveys: Are We Ready for the Future?", Berkeley, USA
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Studying the High-z Cosmic Web with IGM Tomography2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      "What Matters Between Galaxies", Spineto, Italy
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Studying the High-z Cosmic Web with IGM Tomography2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      "The Cosmic Web: From Galaxies to Cosmology", Royal Observatory Edinburgh, UK
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mapping High-Redshift Large-Scale Structure with Subaru PFS2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      TMT Science Forum, Xiamen University, China
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstructing the High-z Cosmic Web with Subaru PFS2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan
    • 学会等名
      Subaru Telescope 20th Anniversary Meeting, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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