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重力レンズ効果とALMA干渉計で探る超遠方銀河のダストの統計的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20J11993
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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

菊地原 正太郎  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード天文学 / 銀河天文学 / 観測天文学 / 遠方銀河 / 銀河形成 / 銀河進化 / 銀河周辺物質 / ライマンアルファ輝線天体 / すばる望遠鏡
研究開始時の研究の概要

本研究では初期宇宙(宇宙誕生後数十億年以内)における銀河の性質や進化を、(1)恒星・(2)ガス・(3)ダストに着目し、多波長観測データを用いて包括的に理解する。
(1)恒星:ハッブル宇宙望遠鏡の可視光・近赤外線データと強い重力レンズ効果を組み合わせることで、初期宇宙の天体がどのように今日の銀河や星団に進化したのかを明らかにする。
(2)ガス:すばる望遠鏡の超広視野データを用いて、銀河に付随する水素ガスの淡く広がった構造を明らかにする。
(3)ダスト:ALMA干渉計の大規模データから、初期銀河に含まれるダストの総量と温度などの性質を観測的に制限する。

研究実績の概要

本研究課題に関連して、昨年度の研究成果をAstrophysical Journalに投稿した(現在、受理され、出版準備中)。この論文は、すばる望遠鏡の狭帯域フィルターで観測された約3千個の星形成銀河の撮像データを解析することで、赤方偏移2.2から6.6までの星形成銀河を取り巻く水素ガスの分布を明らかにしたものである。今回検出を目指した水素ガスは表面輝度が約10^-20 erg s^-1 cm^-2 arcsec^-2と非常に暗いため、結果の信頼性を示すには測定の手法や統計的な取り扱いが適正であることを明確にする必要がある。論文審査員との議論を経て、手法の妥当性や解釈などについて理解を深めることができた。この研究の成果は、赤方偏移2.2から6.6という幅広い期間全体を統一した手法で解析し、ガスの分布やその物理起源を求めたという点で貴重なものである。この研究の成果は国内学会においでも発表した。
上記に加え、発展課題にも取り組んだ。本研究課題の対象たる遠方銀河は、質量の小さなもの(低質量銀河)がその大半を占める。したがって低質量銀河の性質や進化を調べることは、遠方銀河の理解において非常に重要である。そこで、紫外から可視の超広域サーベイの大規模観測データを統計的に処理することで、低質量銀河の質量分布とその進化を明らかにした。またこの結果を上記のガス等の結果と併せて議論することで、遠方銀河の性質を包括的に議論した。この研究の成果は博士論文としてまとめ、受理された。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Early Low-mass Galaxies and Star-cluster Candidates at z ? 6?9 Identified by the Gravitational-lensing Technique and Deep Optical/Near-infrared Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara Shotaro、Ouchi Masami、Ono Yoshiaki、Mawatari Ken、Chevallard Jacopo、Harikane Yuichi、Kojima Takashi、Oguri Masamune、Bruzual Gustavo、Charlot St?phane
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 893 号: 1 ページ: 60-60

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab7dbe

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Lya Intensity Mapping for Extended Lya Emission around the LAEs at z~2-72021

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara, S., et al.
    • 学会等名
      銀河・銀河間ガス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Stellar and Gas Properties of Star-forming Galaxies at z~2-9 Revealed by Deep Optical/NIR Surveys2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara, S., et al.
    • 学会等名
      天体核セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extended Lya Halos around z~2-7 LAEs Investigated by Intensity Mapping Technique2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara, S., et al.
    • 学会等名
      Summer All Zoom Epoch of Reionization Astronomy Conference (SAZERAC) 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended Lya Halos around z~2-7 LAEs Investigated by Intensity Mapping Technique2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara, S., et al.
    • 学会等名
      銀河・銀河間ガス研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 輝線強度マッピングで探るz~2-7星形成銀河周りの巨大ライマンアルファ構造2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara, S., et al.
    • 学会等名
      第50回天文・天体物理若手夏の学校
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 輝線強度マッピングで探るz~2-7星形成銀河周りの巨大Lya構造2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara, S., et al.
    • 学会等名
      日本天文学会2020年秋季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Extended Lya Halos around z~2-7 LAEs Investigated by Intensity Mapping Technique2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara, S., et al.
    • 学会等名
      Galaxy Formation and Evolution in the Era of the Nancy Grace Roman Space Telescope
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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