すばるHSC観測と宇宙再電離大規模シミュレーションによる電離度マップの描画

• 研究課題/領域番号: 26287034
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 大阪産業大学
• 研究代表者: 井上 昭雄 大阪産業大学, デザイン工学部, 准教授 (30411424)
• 連携研究者: 大内 正己 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (40595716) ; 柏川 伸成 国立天文台, TMT推進室, 准教授 (00290883) ; 長谷川 賢二 名古屋大学, 理学研究科, 特任助教 (20536627) ; 石山 智明 千葉大学, 統合情報センター, 准教授 (90616426)
• 研究協力者: 嶋作 一大 東京大学, 理学系研究科, 准教授 ; 清水 一紘 大阪大学, 理学研究科, 特任研究員 ; 馬渡 健 大阪産業大学, 教養部, 博士研究員
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: 宇宙再電離 / 光学赤外線天文学 / 銀河形成 / 銀河進化 / 光赤外線天文学 / 理論天文学 / 銀河間中性水素 / 銀河形成進化

研究成果の概要

観測的宇宙論最大の課題である宇宙再電離を理解するため、銀河間水素電離度を描画する新手法を開発した。すばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam (HSC)による観測と、再電離数値シミュレーションにもとづくライマンα輝線銀河(LAE)モデルを利用する方法である。LAEシミュレーションは査読付き学術論文に成果を出版した。HSC観測は5枚のHSC用狭帯域フィルターを用いたすばるインテンシブプログラムCHORUSに拡張した。並行して、赤方偏移3付近の原始銀河団領域の銀河間水素、赤方偏移3付近の銀河の電離光子放射率、原始銀河のスペクトルモデル、高赤方偏移銀河の酸素の観測という多数の研究成果を挙げた。

研究成果

• [雑誌論文] The Spectral Evolution of the First Galaxies. III. Simulated James Webb Space Telescope Spectra of Reionization-epoch Galaxies with Lyman-continuum Leakage (2017)
  • 著者名/発表者名: Zackrisson, E., Binggeli, C., Finlator, K., Gnedin, N. Y., Paardekooper, J.-P., Shimizu, I., Inoue, A. K., Jensen, H., Micheva, G., Khochfar, S., Dalla Vecchia, C.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 836 号: 1 ページ: 78-78
  • DOI: 10.3847/1538-4357/836/1/78
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Searching for candidates of Lyman continuum sources - revisiting the SSA22 field (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Micheva, I. wata, A. K. Inoue, Y. Matsuda, T. Yamada, T. Hayashino
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 465 号: 1 ページ: 316-336
  • DOI: 10.1093/mnras/stw2700
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lyman continuum leaking AGN in the SSA22 field (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Micheva, I. Iwata, A. K. Inoue
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 465 号: 1 ページ: 302-315
  • DOI: 10.1093/mnras/stw1329
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Imaging of diffuse H I absorption structure in the SSA22 protocluster region at z = 3.1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Mawatari et al.
  • 雑誌名: Manthly Notices of the Royal Astronomical Sosciety 巻: 467 ページ: 3951-3962
  • DOI: 10.1093/mnras/stx038
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detection of an oxygen emission line from a high-redshift galaxy in the reionization epoch (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Akio K.; Tamura, Yoichi; Matsuo, Hiroshi; Mawatari, Ken; Shimizu, Ikkoh; Shibuya, Takatoshi; Ota, Kazuaki; Yoshida, Naoki; Zackrisson, Erik; Kashikawa, Nobunari; Kohno, Kotaro; Umehata, Hideki; Hatsukade, Bunyo; Iye, Masanori; Matsuda, Yuichi; Okamoto, Takashi; Yamaguchi, Yuki
  • 雑誌名: Science 巻: 325 号: 6293 ページ: 1559-1562
  • DOI: 10.1126/science.aaf0714
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nebular line emission from z > 7 galaxies in a cosmological simulation: rest-frame UV to optical lines (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, Ikkoh; Inoue, Akio K.; Okamoto, Takashi; Yoshida, Naoki
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 461 号: 4 ページ: 3563-3575
  • DOI: 10.1093/mnras/stw1423
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Hard Ionizing Spectrum in z = 3-4 Lyα Emitters with Intense [O III] Emission: Analogs of Galaxies in the Reionization Era? (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, R. S. Ellis, I. Iwata, A. K. Inoue, H. Kusakabe, M. Ouchi, B. E. Robertson
  • 雑誌名: The Astrophysics J. Letters 巻: 831 号: 1 ページ: L9-L9
  • DOI: 10.3847/2041-8205/831/1/l9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of a Damped Lyα Absorber at z = 3.3 along a Galaxy Sight-line in the SSA22 Field (2016)
  • 著者名/発表者名: Mawatari, K., Inoue, A.K., Kousai, K., Hayashino, T., Cooke, R., Prochaska, J.X., Yamada, T., Matsuda, Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 817 号: 2 ページ: 161-166
  • DOI: 10.3847/0004-637x/817/2/161
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Peering through the holes: the far-UV color of star-forming galaxies at z ~ 3-4 and the escaping fraction of ionizing radiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Vanzella, E., et al.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 576 ページ: A116-A116
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201525651
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Primordial star clusters at extreme magnification (2015)
  • 著者名/発表者名: Zackrisson, E., et al.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 449 号: 3 ページ: 3057-3063
  • DOI: 10.1093/mnras/stv492
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 宇宙再電離期のライマンα輝線銀河シミュレーションとすばるHyper SuprimeCam 探査結果の比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上昭雄、長谷川賢二、石山智明、矢島秀伸、清水一紘、梅村雅之、今野彰、播金優一、澁谷隆俊、大内正己
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 輻射性フィードバックを考慮した大規模再電離シミュレーションとその応用例 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二、石山智明、矢島秀伸、井上昭雄
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] SSA22 原始銀河団領域における広範囲に渡る中性水素ガス密度超過 (2016)
  • 著者名/発表者名: 馬渡健、井上昭雄、山田亨、他
  • 学会等名: 日本天文学会2016年秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Discovery of a Damped Lyα absorber at z =3.3 along a galaxy sight-line in the SSA22 field (2016)
  • 著者名/発表者名: Mawatari K., Inoue A. K., et al.
  • 学会等名: 46th Saas Fee Course
  • 発表場所: Saas Fee City Hall
  • 年月日: 2016-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] Discovery of a Damped Lyα absorber at z =3.3 along a galaxy sight-line in the SSA22 field (2016)
  • 著者名/発表者名: Mawatari K., Inoue A. K., et al.
  • 学会等名: Subaru User's Meeting
  • 発表場所: KKR Hotel Atami
  • 年月日: 2016-01-19
  • 国際学会
• [学会発表] 銀河視線で発見されたz=3.3 DLAの性質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 馬渡健、井上昭雄、他
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会
  • 発表場所: 草津セミナーハウス
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Lyman Break銀河スペクトル中に発見された赤方偏移3.3のDamped Lyα system (2015)
  • 著者名/発表者名: 馬渡健、井上昭雄、他
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 輻射性フィードバックを考慮した再電離シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二、石山智明、井上昭雄、他
  • 学会等名: CfCAユーザースミーティング
  • 発表場所: 水沢VERA観測所
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] 宇宙再再電離期における紫外線フィードバックの銀河・銀河間物質への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二、石山智明、井上昭雄、他
  • 学会等名: 第二回銀河進化研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-06-03
• [学会発表] 大規模再電離シミュレーションの為のサブグリッドモデルの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 輻射流体的フィードバックを考慮した新しい再電離シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二、井上昭雄、石山智明
  • 学会等名: SKA-Japan ワークショップ2015
  • 発表場所: 国立天文台三鷹
  • 年月日: 2015-03-03 – 2015-03-05
• [学会発表] 再電離シミュレーションコードの開発とそれを用いた再電離期における21cm 線分布の計算 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二、井上昭雄、石山智明
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-01-19 – 2015-01-21
• [学会発表] 遠方銀河に関するHST, Subaru, ALMAの最近の成果と将来展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上昭雄
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-01-19 – 2015-01-21
  • 招待講演