巨大分子雲における星団形成機構の観測的解明

2018 年度 実績報告書

• 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: 18H05440
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 大西 利和 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30314058)
• 研究分担者: 宮田 隆志 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90323500) ; Gonzalez Alvaro 国立天文台, アルマプロジェクト, 准教授 (30748869) ; 村岡 和幸 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40571287) ; 富田 賢吾 大阪大学, 理学研究科, 助教 (70772367) ; 井上 剛志 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90531294)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2023-03-31
• キーワード: 電波天文学 / 星形成 / 赤外線天文学

研究実績の概要

本研究では、大小ミリ波・サブミリ波望遠鏡を駆使することにより、星間分子雲の詳細な物理状態を導出し、そこで形成される星団や星・惑星の形成初期条件を探る。そのため、1.85m電波望遠鏡を南米チリの標高2,500mサイトに移設し、広帯域電波分光システムを開発・搭載する。また、中間赤外線測光観測装置: TAO/ MIMIZUKUにより、SpitzerやHerschelでは難しい分子雲の奥深くに埋もれた原始星団の高分解能観測を実現し、原始星団を構成するメンバーの年齢・質量等を導き出し、星形成理論と比較する。1.85m電波望遠鏡の移設に関しては、大阪府立大学、国立天文台、東京大学、チリ大学の研究者が緊密に連携を取り、超広帯域受信システムの開発やチリ移設に向けた準備を順調に開始した。チリ大学の研究者を招聘し、チリ移設に関する法的な問題を議論した結果、当初予定よりも長い準備期間が必要であることが明らかになり、望遠鏡の移設は、3年目に行うこととなった。TAO/ MIMIZUKUに関しても、MIMIZUKUはすばる望遠鏡などでの試験観測を進め、I-Bandガイドシステムの購入・開発を開始した。これらの開発と並行して、ALMA等を用いた天文学研究を進め、銀河系・大小マゼラン雲での大質量星・小質量星形成の研究を精力的に進めた。例えば、大マゼラン雲では、多くの星が形成されると考えられる巨大分子雲から大きく離れた、孤立した環境下での大質量星に付随するALMA観測から、数千太陽質量のコンパクトな分子雲からも大質量星が形成される事、その際分子雲の乱流成分が増大する事が重要であること、等を明らかにしてきた。今後も、開発作業とともに、天文研究も幅広く推進する。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

1.85m望遠鏡に関しては、認められた経費内で科学的成果を確保すべく、受信スペクトル数（IFや受信偏波の数）などの最適化の検討を進めている。大阪府立大学、国立天文台の研究者の間で、広帯域観測に向けたシステム設計を進め、それに応じて備品等の購入をすすめ、開発をはじめた。大阪府立大学と東京大学のTAOのグループは、チリ・アタカマのTAO山麓施設への望遠鏡移設に備え、望遠鏡設置場所などの選定を行った。また、チリ大学、国立天文台の研究者とともに、チリ移設に向けた法的な準備を進めている。チリ輸出や望遠鏡移設・運用に伴う法的な手続きが、チリ国内の事情により、当初より長くかかることが、チリ大学の研究者・弁護士との議論で明らかになり、望遠鏡の移設は来年度（2年目）では無く、3年目に行うことに決めた。望遠鏡移設の設置作業に関しては、TAO山麓施設の増築工事と同時に設計を進めており、同時に行うことにより、コストの削減を図る予定である。また、望遠鏡レドームの改修も望遠鏡移設の前に行うべきだと考え、本年度にレドーム膜を購入した。これ以外の開発・移設準備についてはおおよそ予定通りである。その他の事項に関しても、ほぼ予定通り進展している。

今後の研究の推進方策

本計画において最も不確実性が大きい事項は、1.85m鏡のチリへの移設に伴うチリ国内での各種申請、作業のスピードである。現在のところ、望遠鏡移設に関する法的な点で多少の遅れが出ているが、国立天文台、東京大学、チリ大学と緊密な連携を維持して各種問題に対応していきたい。

研究成果

• [国際共同研究] エトベス大学/コンコリ天文台(ハンガリー)
  • 国名: ハンガリー
  • 外国機関名: エトベス大学/コンコリ天文台
• [国際共同研究] 米国電波天文台/STScI/イリノイ大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: 米国電波天文台/STScI/イリノイ大学
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] CEA(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CEA
• [雑誌論文] A centrally concentrated sub-solar mass starless core in the Taurus L1495 filamentary complex (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, K., Tachihara, K., Saigo, K., Andre P., Miyamoto, Y., Zahorecz, S., Inutsuka, S.-i., Matsumoto, T., Takashima, T., Machida, M. N., Tomida, K., Taniguchi, K., Fukui, Y., Kawamura, A., Tatematsu, K., Kandori, R., and Onishi, T.
  • 雑誌名: PASJ 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA CO Observations of Supernova Remnant N63A in the Large Magellanic Cloud: Discovery of Dense Molecular Clouds Embedded within Shock-ionized and Photoionized Nebulae (2019)
  • 著者名/発表者名: Sano H.、Matsumura H.、Nagaya T.、Yamane Y.、Alsaberi R. Z. E.、Filipovic M. D.、Tachihara K.、Fujii K.、Tokuda K.、Tsuge K.、Yoshiike S.、Onishi T.、Kawamura A.、Minamidani T.、Mizuno N.、Yamamoto H.、Inutsuka S.、Inoue T.、Maxted N.、Rowell G.、Sasaki M.、Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 873 ページ: 40～40
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab02fd
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Formation of the Active Star-forming Region LHA 120-N 44 Triggered by Tidally Driven Colliding H i Flows (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsuge Kisetsu、Sano Hidetoshi、Tachihara Kengo、Yozin Cameron、Bekki Kenji、Inoue Tsuyoshi、Mizuno Norikazu、Kawamura Akiko、Onishi Toshikazu、Fukui Yasuo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 871 ページ: 44～44
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaf4fb
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Early Stage of Molecular Cloud Formation by Compression of Two-phase Atomic Gases (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki Kazunari、Tomida Kengo、Inoue Tsuyoshi、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 873 ページ: 6～6
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab02ff
  • 査読あり
• [雑誌論文] Galactic foreground of gamma-ray bursts from AKARI Far-Infrared Surveyor (2018)
  • 著者名/発表者名: Toth L Viktor、Doi Yasuo、Zahorecz Sarolta、Pinter Sandor、Racz Istvan I、Bagoly Zsolt、Balazs Lajos G、Horvath Istvan、Kiss Csaba、Kovacs Timea、Onishi Toshikazu
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 ページ: 10
  • DOI: 10.1093/pasj/psy123
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Dust-selected Molecular Clouds in the Northeast Region of the Small Magellanic Cloud (2018)
  • 著者名/発表者名: Takekoshi, T., Minamidani, T., Komugi, S., Kohno, K., Tosaki, T., Sorai, K., Muller, E., Mizuno, N., Kawamura, A., Onishi, T., Fukui, Y., Bot, C., Rubio, M., Ezawa, H., Oshima, T., Austermann, J. E., Matsuo, H., Aretxaga, I., Hughes, D. H., Kawabe, R., Wilson, G. W., and Yun, M. S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 867 ページ: 117～117
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae48b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular Clouds Associated with the Type Ia SNR N103B in the Large Magellanic Cloud (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano H.、Yamane Y.、Tokuda K.、Fujii K.、Tsuge K.、Nagaya T.、Yoshiike S.、Filipovic M. D.、Alsaberi R. Z. E.、Barnes L.、Onishi T.、Kawamura A.、Minamidani T.、Mizuno N.、Yamamoto H.、Tachihara K.、Maxted N.、Voisin F.、Rowell G.、Yamaguchi H.、Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 867 ページ: 7～7
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae07c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA Observations of Supernova Remnant N49 in the LMC. I. Discovery of CO Clumps Associated with X-Ray and Radio Continuum Shells (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamane Y.、Sano H.、van Loon J. Th.、Filipovic M. D.、Fujii K.、Tokuda K.、Tsuge K.、Nagaya T.、Yoshiike S.、Grieve K.、Voisin F.、Rowell G.、Indebetouw R.、Lakicevic M.、Temim T.、Staveley-Smith L.、Rho J.、Long K. S.、Park S.、Seok J.、Mizuno N.、Kawamura A.、Onishi T.、Inoue T.、Inutsuka S.、Tachihara K.、Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 863 ページ: 55～55
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aacfff
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Warm CO Gas Generated by Possible Turbulent Shocks in a Low-mass Star-forming Dense Core in Taurus (2018)
  • 著者名/発表者名: Tokuda Kazuki、Onishi Toshikazu、Saigo Kazuya、Matsumoto Tomoaki、Inoue Tsuyoshi、Inutsuka Shu-ichiro、Fukui Yasuo、Machida Masahiro N.、Tomida Kengo、Hosokawa Takashi、Kawamura Akiko、Tachihara Kengo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 862 ページ: 8～8
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aac898
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 大阪府大1.85m望遠鏡 230, 345 GHz帯 CO 同位体6輝線同時観測用導波管回 路の進捗 (2019)
  • 著者名/発表者名: 増井翔, 上田翔汰, 原田遼平, 岡田望, 大西利和, 小川英夫 (大阪府大), 長谷川豊 (ISAS/JAXA), 徳田 一起 (大阪府大/NAOJ), 木村公洋 (名古屋大), 小嶋崇文, Alvaro Gonzalez(NAOJ)
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] High-mass star formation in GMCs in the Magellanic Clouds (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshikazu Onishi
  • 学会等名: The Wonders of Star Formation
  • 国際学会
• [学会発表] A detailed ALMA study of an early stage protostar formation in a highly dense core (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Tokuda
  • 学会等名: The Wonders of Star Formation
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular gas distribution in the GMCs in the Magellanic Clouds (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshikazu Onishi
  • 学会等名: Interstellar filament paradigm: On their formation, evolution, and role in star formation
  • 国際学会
• [学会発表] Warm CO filamentary/clumpy gas generated by possible turbulent shocks in a highly dynamical dense core in Taurus resolved by ALMA (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Tokuda
  • 学会等名: Interstellar filament paradigm: On their formation, evolution, and role in star formation
  • 国際学会
• [学会発表] Searching for high-density cores in very early stages of star formation with ALMA (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Tokuda
  • 学会等名: East Asian ALMA Development Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Modeling and feasibility analysis of a wideband IF receiver frontend (2018)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Kojima
  • 学会等名: East Asian ALMA Development Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] EA-ALMA Development (2018)
  • 著者名/発表者名: Alvaro Gonzalez
  • 学会等名: East Asian ALMA Development Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Development of new Frequency-Separation-Filter for wide band observation (2018)
  • 著者名/発表者名: Sho Masui
  • 学会等名: East Asian ALMA Development Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Warm CO filamentary/clumpy gas generated by possible turbulent shocks in a highly dynamical dense core in Taurus resolved by ALMA (2018)
  • 著者名/発表者名: Tokuda Kazuki
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Summary of East Asia ALMA Development activities (2018)
  • 著者名/発表者名: Alvaro Gonzalez
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Development of wideband RF and IF receiver frond-end technologies (2018)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Kojima
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Investigating a spatial variation in 12C/13C isotopic ratio in the starburst galaxy NGC253 (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryotaro Konishi
  • 学会等名: ALMA WS for Nearby Galaxies: Science and Techniques
• [学会発表] 1.85m 電波望遠鏡新広帯域受信システムの開発進捗 (2018)
  • 著者名/発表者名: 上田翔汰, 増井翔, 高宇辰, 小西諒太郎, 後藤健太, 杉内拓, 黒田麻友 保田大介, 原田遼平, 岡田望, 阿部安宏, 木村公洋, 村岡和幸, 前澤裕之, 大西利和, 小川英夫 (大阪府立大学), 徳田一起 (NAOJ/大阪府立大学), 長谷川豊 (ISAS), 逆井啓佑, 佐谷昂樹, 佐伯駿, 西村淳, 大浜晶生 (名古屋大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会
• [学会発表] 220-350 GHz 帯 超広帯域導波管型周波数フィルタの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 増井翔, 上田翔汰, 原田遼平, 岡田望, 木村公洋, 大西利和, 小川英夫 (大阪府大), 徳田一起 (大阪府大/NAOJ), 長谷川豊 (ISAS/JAXA)
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会