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アルマ望遠鏡で探る低金属量星形成のダイナミクス

公募研究

研究領域新しい星形成論によるパラダイムシフト:銀河系におけるハビタブル惑星系の開拓史解明
研究課題/領域番号 21H00058
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

田中 圭  東京工業大学, 理学院, 助教 (20634455)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードALMA / 大小マゼラン雲 / 大質量星形成 / 星形成 / 低金属量 / 電波天文学 / 理論天文学
研究開始時の研究の概要

星々の誕生過程は宇宙史を通じて普遍的だったのでしょうか?それとも金属量が増加することで、そのダイナミクスは変化してきたのでしょうか?初期宇宙のような低金属量環境での星形成過程, 特に円盤形成やアウトフロー噴出といった原始星ダイナミクスについての観測的研究はまだ全くと言っていいほどなされていないのが現状です。そこで本研究ではALMA望遠鏡による低金属量近傍銀河・大小マゼラン雲における原始星サーベイ観測を主軸に、理論研究を組み合わせることで「星形成過程の金属量依存性」を明らかにすることを目指します。

研究実績の概要

本研究では観測と理論の両面から星形成の普遍性と多様性の調査を行っている。観測面からは、下西准教授, 徳田特任助教, Sewilo研究員等との国際協力のもと、大小マゼラン雲の大質量原始星に対するALMAサーベイ観測の解析を進めた。特に、小マゼラン雲におけるホットコア初検出を報告する論文が出版され (Shimonishi et al. 2023)、AAS Novaなどでもその成果はハイライトされた。大小マゼラン雲のホットコアでは何故か大型有機分子が枯渇する傾向が明らかとなってきた。大マゼラン雲30天体のHCO+輝線解析からは、特に明るい原始星 (>50,000太陽光度) はハブ・フィラメント系から誕生することを示した (Tokuda et al. 2023)。また系外銀河における水素高次再結合線の初検出も報告した (Sewilo et al. 2023)。さらに、新たな大小マゼラン雲原始星の高分解能ALMA観測データも複数取得することに成功しており、今後、さらなる観測研究における発展が望める。理論面からは昨年度、我々が発見した「小マゼラン雲の弱いCOアウトフロー」について、CO分子の原始星紫外線によって説明できる可能性があることが分かってきた。現在、観測と理論の成果を合わせて論文執筆を進めている (Tanaka et al., in prep.)。本課題研究を通じて、宇宙史を通じた星形成物理と化学の普遍性・多様性の理解が大きく進展したと言える。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 16件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 19件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 11件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] コロラド大学ボルダー校/アメリカ国立電波天文台/バージニア大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] チャルマース工科大学(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] 上海交通大学/Zhejiang Laboratory(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] コロラド大学ボルダー校/アメリカ国立電波天文台/バージニア大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] チャルマース工科大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Zhejiang Laboratory(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Astrochemical Diagnostics of the Isolated Massive Protostar G28.20-0.052024

    • 著者名/発表者名
      Gorai Prasanta、Law Chi-Yan、Tan Jonathan C.、Zhang Yichen、Fedriani Ruben、Tanaka Kei E. I.、Bonfand Melisse、Cosentino Giuliana、Mardones Diego、Beltran Maria T.、Garay Guido
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 960 号: 2 ページ: 127-127

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad09bb

    • 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] Near-infrared observations of outflows and young stellar objects in the massive star-forming region AFGL 51802024

    • 著者名/発表者名
      Crowe S.、Fedriani R.、Tan J. C.、Whittle M.、Zhang Y.、Caratti o Garatti A.、Farias J. P.、Gautam A.、Telkamp Z.、Rothberg B.、Grudic M.、Andersen M.、Cosentino G.、Garcia-Lopez R.、Rosero V.、Tanaka K.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 682 ページ: A2-A2

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202348094

    • 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] Disk Wind Feedback from High-mass Protostars. III. Synthetic CO Line Emission2024

    • 著者名/発表者名
      Xu Duo、Tan Jonathan C.、Staff Jan E.、Ramsey Jon P.、Zhang Yichen、Tanaka Kei E. I.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 966 号: 1 ページ: 117-117

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad3211

    • 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] The Detection of Hot Molecular Cores in the Small Magellanic Cloud2023

    • 著者名/発表者名
      Shimonishi Takashi、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Furuya Kenji
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 946 号: 2 ページ: L41-L41

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acc031

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Disk Wind Feedback from High-mass Protostars. II. The Evolutionary Sequence2023

    • 著者名/発表者名
      Staff Jan E.、Tanaka Kei E. I.、Ramsey Jon P.、Zhang Yichen、Tan Jonathan C.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 947 号: 1 ページ: 40-40

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acbd47

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Massive Protostellar Disks as a Hot Laboratory of Silicate Grain Evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamuro Ryota、Tanaka Kei E. I.、Okuzumi Satoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 949 号: 1 ページ: 29-29

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acc52f

    • 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
  • [雑誌論文] An ALMA Glimpse of Dense Molecular Filaments Associated with High-mass Protostellar Systems in the Large Magellanic Cloud2023

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Kazuki、Harada Naoto、Tanaka Kei E. I.、Inoue Tsuyoshi、Shimonishi Takashi、Zhang Yichen、Sewilo Marta、Kunitoshi Yuri、Konishi Ayu、Fukui Yasuo、Kawamura Akiko、Onishi Toshikazu、Machida Masahiro N.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 955 号: 1 ページ: 52-52

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acefb7

    • 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] Chemical Evolution of Some Selected Complex Organic Molecules in Low-mass Star-forming Regions2023

    • 著者名/発表者名
      Bhat Bratati、Kar Rumela、Mondal Suman Kumar、Ghosh Rana、Gorai Prasanta、Shimonishi Takashi、Tanaka Kei E. I.、Furuya Kenji、Das Ankan
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 958 号: 2 ページ: 111-111

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acfc4d

    • 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] The Detection of Higher-order Millimeter Hydrogen Recombination Lines in the Large Magellanic Cloud2023

    • 著者名/発表者名
      Sewilo Marta、Tokuda Kazuki、Kurtz Stan E.、Charnley Steven B.、Maller Thomas、Wiseman Jennifer、Chen C.-H. Rosie、Indebetouw Remy、Sanchez-Monge Alvaro、Tanaka Kei E. I.、Schilke Peter、Onishi Toshikazu、Harada Naoto
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 959 号: 1 ページ: 22-22

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acf5ed

    • 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] Observational signatures of forming young massive clusters: continuum emission from dense HII regions2023

    • 著者名/発表者名
      Inoguchi Mutsuko、Hosokawa Takashi、Fukushima Hajime、Tanaka Kei E I、Yajima Hidenobu、Mineshige Shin
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 527 号: 2 ページ: 3612-3623

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3297

    • 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
  • [雑誌論文] Salt-bearing Disk Candidates around High-mass Young Stellar Objects2023

    • 著者名/発表者名
      Ginsburg Adam、McGuire Brett A.、Sanhueza Patricio、Olguin Fernando、Maud Luke T.、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Beuther Henrik、Indriolo Nick
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 942 号: 2 ページ: 66-66

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac9f4a

    • 関連する報告書
      2021 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] Massive Protostellar Disks as a Hot Laboratory of Silicate Grain Evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Ryota Yamamuro, Kei E. I. Tanaka, Satoshi Okuzumi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vibrationally Excited Lines of HC3N Associated with the Molecular Disk around the G24.78+0.08 A1 Hypercompact H ii Region2022

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Kotomi、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Fedriani Ruben、Tan Jonathan C.、Takakuwa Shigehisa、Nakamura Fumitaka、Saito Masao、Majumdar Liton、Herbst Eric
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 931 号: 2 ページ: 99-99

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac69d1

    • 関連する報告書
      2021 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] An ALMA Study of the Massive Molecular Clump N159W-North in the Large Magellanic Cloud: A Possible Gas Flow Penetrating One of the Most Massive Protocluster Systems in the Local Group2022

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Kazuki et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 933 号: 1 ページ: 20-20

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6b3c

    • 関連する報告書
      2021 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] Massive Protostars in a Protocluster - A Multi-scale ALMA View of G35.20-0.74N2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yichen、Tanaka Kei E. I.、Tan Jonathan C.、Yang Yao-Lun、Greco Eva、Beltran Maria T.、Sakai Nami、De Buizer James M.、Rosero Viviana、Fedriani Ruben、Garay Guido
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 936 号: 1 ページ: 68-68

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac847f

    • 関連する報告書
      2021 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] The First Detection of a Protostellar CO Outflow in the Small Magellanic Cloud with ALMA2022

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Kazuki、Zahorecz Sarolta、Kunitoshi Yuri、Higashino Kosuke、Tanaka Kei E. I.、Konishi Ayu、Suzuki Taisei、Kitano Naoya、Harada Naoto、Shimonishi Takashi、Neelamkodan Naslim、Fukui Yasuo、Kawamura Akiko、Onishi Toshikazu、Machida Masahiro N.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 936 号: 1 ページ: L6-L6

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac81c1

    • 関連する報告書
      2021 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] Protostellar-disc fragmentation across all metallicities2022

    • 著者名/発表者名
      Matsukoba Ryoki、Tanaka Kei E I、Omukai Kazuyuki、Vorobyov Eduard I、Hosokawa Takashi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 515 号: 4 ページ: 5506-5522

    • DOI

      10.1093/mnras/stac2161

    • 関連する報告書
      2021 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] Isolated Massive Star Formation in G28.20-0.052022

    • 著者名/発表者名
      Law Chi-Yan、Tan Jonathan C.、Gorai Prasanta、Zhang Yichen、Fedriani Ruben、Tafoya Daniel、Tanaka Kei E. I.、Cosentino Giuliana、Yang Yao-Lun、Mardones Diego、Beltran Maria T.、Garay Guido
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 939 号: 2 ページ: 120-120

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac90c7

    • 関連する報告書
      2021 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] The SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Survey. IV. Isolated Protostars2022

    • 著者名/発表者名
      Fedriani Ruben、Tan Jonathan C.、Telkamp Zoie、Zhang Yichen、Yang Yao-Lun、Liu Mengyao、De Buizer James M.、Law Chi-Yan、Beltran Maria T.、Rosero Viviana、Tanaka Kei E. I.、Cosentino Giuliana、Gorai Prasanta、Farias Juan、Staff Jan E.、Whitney Barbara
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 942 号: 1 ページ: 7-7

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca4cf

    • 関連する報告書
      2021 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] The Power of Outflows in Low-metallicity Star Formation2023

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      Protostars and Planets VII
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MAgellanic Outflow and chemistry Survey (MAGOS): The Power of Molecular Outflows in Low-metallicity Star Formation2023

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      The Olympian Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Power of Molecular Outflows in Low-metallicity Star Formation2023

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      ALMA at 10 years: Past, Present, and Future
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Spicy Genesis of Massive Stars2023

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      Simulating Physics in Celestial Ecosystems (SPiCE)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大小マゼラン雲における原始星アウトフロー観測2023

    • 著者名/発表者名
      田中圭
    • 学会等名
      近傍宇宙の観測的研究で探る星間物質ライフサイクル
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hot Disks in Massive Star Formation2023

    • 著者名/発表者名
      田中圭
    • 学会等名
      惑星形成討論会2023春
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MAGellanic Outflow and chemistry Survey (MAGOS) II: 大小マゼラン雲原始 星アウトフローの物理特性2023

    • 著者名/発表者名
      田中圭, Yichen Zhang, 下西隆, 富田賢吾, Jonathan C. Tan, 野村英子, John Bally
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The hot and dynamical birth of massive stars2023

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka
    • 学会等名
      宇宙電波懇談会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Massive Star Formation: Now & Then2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      A half century of mm/submm astronomy
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Massive Protostellar Disks as a Hot Laboratory2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      DIG (Dust, Ice, and Gas) Astrochemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Massive Star Formation in Different Environments2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      Star Formation in Different Environments 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The Hot and Dynamic Birth of Massive Stars2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka
    • 学会等名
      the 44th COSPAR Scientific Assembly
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Massive Star Formation at Various Metallicities2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      From Stars to Galaxies II
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metallicity Dependences of Massive Star Formation from Theoretical and Observational Perspectives2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      IAU Symposium 361: Massive Stars Near and Far
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Hot and Dynamic Birth of Massive Stars from the ngVLA Perspective2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka, Yichen Zhang, Kazuhito Motogi
    • 学会等名
      Computational Astrophysics in the ngVLA Era
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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