初代クェーサー探査による超巨大ブラックホールの形成と宇宙再電離の研究

• 研究課題/領域番号: 23340050
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 柏川 伸成 国立天文台, TMT推進室, 准教授 (00290883)
• 連携研究者: 嶋作 一大 東京大学, 理学系研究科, 准教授 (00251405) ; 大内 正己 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (40595716) ; 古澤 久徳 国立天文台, 天文データセンター, 助教 (10425407)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 初期宇宙 / ブラックホール / 宇宙再電離 / 銀河形成 / 銀河共進化

研究成果の概要

本研究では、すばる望遠鏡の大集光力と広視野撮像機能、及び特殊なフィルターを組み合わせることによって初期宇宙に存在するクエーサーの探査を主眼においた。これまでの観測によって、暗い赤方偏移6付近の遠方QSOを2つ発見した。これは従来の典型的なQSOよりも100倍暗い種族であり、形成途上のものである可能性が高い。同時に光度関数の暗い側を決定するためのよいサンプルであり、サーベイの有効体積を詳細に計算することで、ブラックホールの形成モデルに制限を与える可能性がある。関連して、初期大規模構造、銀河間物質についての観測研究においても新たな知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] The Subaru High-z Quasar Survey: Discovery of Faint z ~ 6 Quasars (2015)
  • 著者名/発表者名: Kashikawa, Nobunari; Ishizaki, Yoshifumi; Willott, Chris J.; Onoue, Masafusa; Im, Myungshin; Furusawa, Hisanori; Toshikawa, Jun; Ishikawa, Shogo; Niino, Yuu; Shimasaku, Kazuhiro; Ouchi, Masami; Hibon, Pascale
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 798 号: 1 ページ: 28-37
  • DOI: 10.1088/0004-637x/798/1/28
  • 査読あり
• [雑誌論文] A First Site of Galaxy Cluster Formation: Complete Spectroscopy of a Protocluster at z=6.01 (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Toshikawa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 792 号: 1 ページ: 15-29
  • DOI: 10.1088/0004-637x/792/1/15
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ALMA Observation of 158 mum [C II] Line and Dust Continuum of a z = 7 Normally Star-forming Galaxy in the Epoch of Reionization (2014)
  • 著者名/発表者名: Ota, Kazuaki; Walter, Fabian; Ohta, Kouji; Hatsukade, Bunyo; Carilli, Chris L.; da Cunha, Elisabete; Gonzalez-Lopez, Jorge; Decarli, Roberto; Hodge, Jacqueline A.; Nagai, Hiroshi; Egami, Eiichi; Jiang, Linhua; Iye, Masanori; Kashikawa, Nobunari; Riechers, Dominik A.; Bertoldi, Frank; Cox他3名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 792 号: 1 ページ: 34-46
  • DOI: 10.1088/0004-637x/792/1/34
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extended LyA Emission from a Damped LyA Absorber at z = 3.115 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kashikawa, Nobunari; Misawa, Toru; Minowa, Yosuke; Okoshi, Katsuya; Hattori, Takashi; Toshikawa, Jun; Ishikawa, Shogo; Onoue, Masafusa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 780 号: 2 ページ: 116-123
  • DOI: 10.1088/0004-637x/780/2/116
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Direct" Gas-phase Metallicities, Stellar Properties, and Local Environments of Emission-line Galaxies at Redshifts below 0.90 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ly, C. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 780 号: 2 ページ: 122-149
  • DOI: 10.1088/0004-637x/780/2/122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical Properties of Spectroscopically Confirmed Galaxies at z >= 6. I. Basic Characteristics of the Rest-frame UV Continuum and Lyα Emission (2013)
  • 著者名/発表者名: Jiang, L. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 772 号: 2 ページ: 99-118
  • DOI: 10.1088/0004-637x/772/2/99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical Properties of Spectroscopically Confirmed Galaxies at z >= 6. II. Morphology of the Rest-frame UV Continuum and Lyα Emission (2013)
  • 著者名/発表者名: Jiang, L. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 772 号: 2 ページ: 153-166
  • DOI: 10.1088/0004-637x/773/2/153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinematics and Excitation of the Ram Pressure Stripped Ionized Gas Filaments in the Coma Cluster of Galaxies (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Michitoshi ; Yagi, Masafumi ; Komiyama, Yutaka ; Furusawa, Hisanori ; Kashikawa, Nobunari ; Hattori, Takashi ; Okamura, Sadanori
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 749 号: 1 ページ: 43-43
  • DOI: 10.1088/0004-637x/749/1/43
  • NAID: 120005300488
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Hubble Space Telescope Cluster Supernova Survey. III. Correlated Properties of Type Ia Supernovae and Their Hosts at 0.9 < Z < 1.46 (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Meyers
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 750 号: 1 ページ: 1-24
  • DOI: 10.1088/0004-637x/750/1/1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of a Protocluster at z ~ 6 (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshikawa, J. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 750 号: 2 ページ: 137-148
  • DOI: 10.1088/0004-637x/750/2/137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resolving the Galaxies within a Giant Lyα Nebula: Witnessing the Formation of a Galaxy Group? (2012)
  • 著者名/発表者名: M.K.M. Prescott
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 752 号: 2 ページ: 86-111
  • DOI: 10.1088/0004-637x/752/2/86
  • 査読あり
• [雑誌論文] The First Systematic Survey for Lyman Alpha Emitters at z=7.3 with Red・sensitive Subaru/Suprime-Cam (2012)
  • 著者名/発表者名: 澁谷 隆俊
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal, 受理,掲載 巻: 752 号: 2 ページ: 114-124
  • DOI: 10.1088/0004-637x/752/2/114
  • 査読あり
• [雑誌論文] A search for z= 7.3 Lyα emitters behind gravitationally lensing clusters (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ota
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 423 号: 3 ページ: 2829-2839
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.21091.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Galaxy Luminosity Functions down to MR=-10 in the Coma Cluster (2012)
  • 著者名/発表者名: Komiyama, Yutaka, et al.
  • 雑誌名: The Astronomical Jourmal 巻: 144 号: 2 ページ: 40-53
  • DOI: 10.1088/0004-6256/144/2/40
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Stellar Population and Star Formation Rates of z = 1.5-1.6 [O II]-emitting Galaxies Selected from Narrowband Emission-line Surveys (2012)
  • 著者名/発表者名: Ly, C. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 757 号: 1 ページ: 63-76
  • DOI: 10.1088/0004-637x/757/1/63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unusual Long and Luminous Optical Transient in the Subaru Deep Field (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Urata
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 760 号: 1 ページ: 11-17
  • DOI: 10.1088/2041-8205/760/1/l11
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Ly alpha Emitter with an Extremely Large Rest-frame Equivalent Width of ~ 900 A at z = 6.5: A Candidate Population III-dominated Galaxy? (2012)
  • 著者名/発表者名: Kashikawa, N. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 761 号: 2 ページ: 85-94
  • DOI: 10.1088/0004-637x/761/2/85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic Confirmation of Three z-Dropout Galaxies at z=6.844-7.213 : Demographics of Lyman-Alpha Emission in Galaxies at z～7 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ono, Y., Ouchi, M., et al
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 744 号: 2 ページ: 83-95
  • DOI: 10.1088/0004-637x/744/2/83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for z～7 Ly-alpha emitters with Suprime-Cam at the Subaru Telescope (2012)
  • 著者名/発表者名: Pascale Hibon
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 744 号: 2 ページ: 89-97
  • DOI: 10.1088/0004-637x/744/2/89
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Hubble Space Telescope Cluster Supernova Survey. VI. The Volumetric Type Ia Supernova Rate (2012)
  • 著者名/発表者名: Barbary, K., 他43名(含土居)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 745 号: 1 ページ: 20-31
  • DOI: 10.1088/0004-637x/745/1/31
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Hubble Space Telescope Cluster Supernova Survey. II. The Type Ia Supernova Rate in High-redshift Galaxy Clusters (2012)
  • 著者名/発表者名: Barbary, K., 他43名(含土居)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 745 号: 1 ページ: 32-60
  • DOI: 10.1088/0004-637x/745/1/32
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Hubble Space Telescope Cluster Supernova Survey. V. Improving the Dark-energy Constraints above z>1 and Building an Early-type-hosted Supernova Sample (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., 他55名(含土居)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 746 号: 1 ページ: 85-109
  • DOI: 10.1088/0004-637x/746/1/85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dust attenuation and HαStar Formation Rates of z～ 0.5 Galaxies (2012)
  • 著者名/発表者名: Ly, C., Malkan, M. A., Kashikawa, N., 他
  • 雑誌名: ApJ 巻: 747 号: 1 ページ: 16-22
  • DOI: 10.1088/2041-8205/747/1/l16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Completing the Census of Ly-alpha Emitters at the Reionization Epoch (2011)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 734 号: 2 ページ: 119-137
  • DOI: 10.1088/0004-637x/734/2/119
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Census of Star-forming Galaxies at z = 1-3 in the Subaru Deep Field (2011)
  • 著者名/発表者名: Ly, C. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 735 号: 2 ページ: 91-115
  • DOI: 10.1088/0004-637x/735/2/91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keck Spectroscopy of Lyman-break Galaxies and Its Implications for the UV-continuum and Ly alpha Luminosity Functions at z > 6 (2011)
  • 著者名/発表者名: Jiang, L. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 743 号: 1 ページ: 65-74
  • DOI: 10.1088/0004-637x/743/1/65
  • 査読あり
• [学会発表] TMT science cases (2015)
  • 著者名/発表者名: Nobunari Kashikawa
  • 学会等名: 3rd Annual Symposium of the Innovative Area on Multi-messenger Study of Gravitational Wave Sources
  • 発表場所: (広島県)、広島大学
  • 年月日: 2015-02-19 – 2015-02-21
  • 招待講演
• [学会発表] High-z science summary (2014)
  • 著者名/発表者名: Nobunari Kashikawa
  • 学会等名: Evolution of SMBHs with HSC: First results from initial dataset
  • 発表場所: （台湾）、ACADEMIA SINICA
  • 年月日: 2014-12-18 – 2014-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] First quasar 検出への展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: 超巨大ブラックホール研究 推進連絡会 第2回ワークショップ
  • 発表場所: （茨城県）、筑波大学
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] TMTの進捗状況 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: 光天連シンポジウム
  • 発表場所: （東京都）、国立天文台三鷹
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代大型光赤観測装置とAGN研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: 活動銀河核ワークショップ ～2020年代への展望～
  • 発表場所: (東京都)、国立天文台三鷹
  • 年月日: 2014-04-23 – 2014-04-24
  • 招待講演
• [学会発表] Direct Gas-Phase Metallicities, Stellar Properties, and Local Environments of Emission-Line Galaxies at Redshifts below 0.9 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ly, Chun; Malkan, M. A.; Nagao, T.; Kashikawa, N.; Shimasaku, K.; Hayashi, M.
  • 学会等名: American Astronomical Society, AAS Meeting 223
  • 発表場所: (アメリカ)、Gaylord National Resort
• [学会発表] High-z quasar sciences (2014)
  • 著者名/発表者名: Nobunari Kashikawa
  • 学会等名: Quasar science with HSC: Toward the first results
  • 発表場所: （台湾）、ACADEMIA SINICA
  • 招待講演
• [学会発表] TMT観測装置計画 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: 光天連シンポ「2020年代の光赤外天文学 - 将来計画の再構成」
  • 発表場所: （東京都）、国立天文台
  • 招待講演
• [学会発表] A LyA Emitter with an Extremely Large Rest-frame Equivalent Width of 900A at z=6.5 (2013)
  • 著者名/発表者名: Nobunari Kashikawa
  • 学会等名: Galaxy evolution over five decades
  • 発表場所: （イギリス）、University of Cambridge
• [学会発表] DLAは円盤銀河の祖先か? (2013)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: 円盤銀河の形成と進化
  • 発表場所: （東京都）、国立天文台
• [学会発表] When I wish upon WISH (2013)
  • 著者名/発表者名: Nobunari Kashikawa
  • 学会等名: WISH Science workshop
  • 発表場所: （東京都）、国立天文台
  • 招待講演
• [学会発表] TMTが拓く天文学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: 第２回観測的宇宙論ワークショップ
  • 発表場所: （東京都）、国立天文台
  • 招待講演
• [学会発表] 大型光学赤外線望遠鏡TMT (2013)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: 第26回理論懇シンポジウム
  • 発表場所: （千葉県）、東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構
  • 招待講演
• [学会発表] Observational constraints on reionization and popIII (2013)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: ALMA時代の宇宙構造形成理論：第１世代から第ｎ世代へ
  • 発表場所: （北海道）、北海道大学
  • 招待講演
• [学会発表] High-z Universe Probed by Wide-Field Observations (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Kashikawa
  • 学会等名: 39th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: （インド）、マイソール・ナラヤナマーシーセンター
  • 招待講演
• [学会発表] Discovery of a protocluster at z ~ 6 (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Toshikawa
  • 学会等名: FIRST STARS IV - FROM HAYASHI TO THE FUTURE
  • 発表場所: (京都府)、Kyoto University
• [学会発表] TMTとHSCの共進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: すばるHSCサーベイによるサイエンス
  • 発表場所: （東京都）、国立天文台
  • 招待講演
• [学会発表] High-z universe probed by Subaru (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Kashikawa
  • 学会等名: Korea-Japan Collaboration Workshop
  • 発表場所: （韓国）、Seoul National University
  • 招待講演
• [学会発表] HSC high-z qso survey (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Kashikawa
  • 学会等名: Supermassive Black Holes in the Universe: The Era of the HSC Surveys
  • 発表場所: （愛媛県）、Ehime University
  • 招待講演
• [学会発表] First galaxies and cosmic reionization (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Kashikawa
  • 学会等名: TMT Science and Instrumentation Workshop
  • 発表場所: （インド）、プネ・天文インターユニバーシティーセンター
  • 招待講演
• [学会発表] TMTとSPICAのシナジー (2011)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: SPICAが目指す宇宙星形成史とブラックホール進化
  • 発表場所: (愛知県)、名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] High-z QSO survey (2011)
  • 著者名/発表者名: 柏川伸成
  • 学会等名: HSC活動銀河核探査によるサイエンス
  • 発表場所: （京都府）、京都大学
  • 招待講演
• [学会発表] A Search for Young Metal-poor Galaxies at Intermediate Redshifts (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Ly
  • 学会等名: Galaxy formation
  • 発表場所: （イギリス）、Durham University
• [図書] 新天文学事典 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口義明
  • 総ページ数: 768
  • 出版者: 講談社
• [備考] すばる望遠鏡が見つけた宇宙最遠方の銀河団
  • URL: http://subarutelescope.org/Pressrelease/2012/04/23/j_index.html
• [備考] 最遠方銀河で見る夜明け前の宇宙の姿
  • URL: http://subarutelescope.org/Pressrelease/2012/06/03/j_index.html
• [備考] 129.1 億光年の彼方、宇宙の「夜明け」にきらめく銀河を発見
  • URL: http://subarutelescope.org/Pressrelease/2011/12/15/j_index.html