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星間ガス質量の高精度な導出とそれを用いた銀河の大局的星生成過程の定量的理解

研究課題

研究課題/領域番号 20K04008
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

徂徠 和夫  北海道大学, 理学研究院, 教授 (80344464)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020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 / 星間ガス / 星生成
研究開始時の研究の概要

銀河の進化の過程を明らかにするためには,銀河を形作る恒星のもととなる冷たい星間ガスの銀河内での分布を知る必要がある.しかし,これまでの観測から得られた星間ガスの質量は不確定な要素があり,ガスから恒星が生成される効率を正確に測定できていない.本研究は,これまでの観測では検出されていなかった暗黒ガスも含めて,従来の方法よりも高い精度で星間ガスの質量を求め, 恒星の生成率や生まれた恒星の質量等と比較し,相互の関係を明らかにする.

研究成果の概要

本研究は,銀河内部において恒星の材料となる星間ガスの質量を空間分解した上で正確に測定し,星生成率,ガス質量,星質量の間の関係を定量化することを目的とした。複数の銀河の観測データを用いて調べた結果,ミリ波の一酸化炭素分子のスペクトル線強度から水素分子の量を推定する変換係数が銀河内部の領域によって異なること,その結果,星の生まれやすさの指標となる星生成効率が,従来知られていたよりも分散が小さくなることが明らかになった。また,分子ガスのうち,分子雲を取り巻く希薄な成分は星生成には直接寄与せず,分子ガス全体に対する分子雲成分の割合が星生成効率を規定している可能性があることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の最大の学術的意義は,銀河におけるガスの質量をより精度よく測定することで,これまで知られていた銀河の諸量の相関関係の分散を小さくすることができ,背景にある本質的な過程により迫ることができた点にある。その結果はガスから星が生成される過程は銀河の内部で大局的には大きく異ならないことを示す一方で,ガスが希薄な状態から分子雲と呼ばれるような重力的に束縛された状態になる過程が,相関関係の分散を作り出していることを示した。これらの結果は,銀河がガス雲から進化して現在の宇宙に見られる銀河に進化していく過程を明らかにする上で,重要な制限を与えていると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] CO multi-line imaging of nearby galaxies (COMING). XII. CO-to-H2 conversion factor and dust-to-gas ratio2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Atsushi、Kuno Nario、Sorai Kazuo、Muraoka Kazuyuki、Miyamoto Yusuke、Kaneko Hiroyuki、Yajima Yoshiyuki、Tanaka Takahiro、Morokuma-Matsui Kana、Takeuchi Tsutomu T、Kobayashi Masato I N
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 号: 4 ページ: 743-786

    • DOI

      10.1093/pasj/psad034

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Molecular gas physical conditions in the central kpc of M 832024

    • 著者名/発表者名
      S. Suphapolthaworn, K. Sorai and D. Salak
    • 学会等名
      East Asian Young Astronomers Meeting 2024 (EAYAM 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NGC 4945 の分子ガスアウトフローの複数輝線解析2024

    • 著者名/発表者名
      瀧元健伸,徂徠和夫,Dragan Salak
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 近傍銀河における分子ガス-原子ガス比と星生成の関係2023

    • 著者名/発表者名
      浜響子,徂徠和夫
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 渦巻銀河における形態学的特徴の検出手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      清水一揮,徂徠和夫
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Molecular gas physical conditions in the central kpc of M 832023

    • 著者名/発表者名
      S. Suphapolthaworn, K. Sorai and D. Salak
    • 学会等名
      2023 Asia-Pacific Regional IAU Meeting (APRIM 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular gas physical conditions in the central kpc of M 832023

    • 著者名/発表者名
      S. Suphapolthaworn, K. Sorai and D. Salak
    • 学会等名
      35th URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近傍渦巻銀河の構造同定および分子ガスの速度分散と星生成効率の多様性2023

    • 著者名/発表者名
      清水一揮,徂徠和夫
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Gas Contents and Star Formation Efficiency in Local Galaxies2022

    • 著者名/発表者名
      K. Sorai, Y. Yajima, and the COMING members
    • 学会等名
      IAU Symposium 373: Resolving the Rise and Fall of Star Formation in Galaxies
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probing physical conditions of molecular gas in nearby galaxies with CO multi-line excitation analyses2022

    • 著者名/発表者名
      S. Suphapolthaworn, K. Sorai, K. Shimizu, D. Salak, Y. Yajima
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] NRO レガシープロジェクト COMING (31): 近傍銀河における星形成活動に対する渦巻腕の影響に関する観測的研究2022

    • 著者名/発表者名
      保田敦司,久野成夫,徂徠和夫,宮本祐介,Dragan Salak,竹内努,諸隈佳菜,矢島義之,他 COMING
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] スターバースト銀河 NGC 1808 における巨大分子雲の性質 II. Atacama Compact Array による広がった分子ガスの有無の影響2022

    • 著者名/発表者名
      矢島義之,徂徠和夫,Dragan Salak
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 棒渦巻銀河 Maffei 2 における 12CO(J=1-0), 13CO(J=1-0) を用いた分子ガスの2成分解析2021

    • 著者名/発表者名
      矢島義之,徂徠和夫
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] NRO レガシープロジェクト COMING (30): 近傍銀河における分子ガスの速度分散と星形成効率の関係2021

    • 著者名/発表者名
      清水一揮,徂徠和夫,矢島義之,Suphakorn Suphapolthaworn,村岡和幸,Dragan Salak,他 COMING メンバー
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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