高密度領域トレーサーを用いた遠方宇宙のブラックホールと銀河の共進化の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15J07168
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 李 民主 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2018-03-31
• キーワード: SMG / ALMA / 分子ガス

研究実績の概要

平成29年度は、サブミリは銀河(SMG)が付随している赤方偏移z=2.5（宇宙年齢26年）の原始銀河団をCO(4-3)の輝線を新しく捉えたALMAのデータを用いて、原始銀河団に付随するSMGの力学を調べることに取り組むことができた。昨年度CO(3-2)の観測から見つかっていた銀河に加え、5つの新しいCO(4-3)の検出が確認できた。信号の強さと雑音の比(S/N)が10に近い、CO(4-3)の検出が顕著だった二つのSMGに対して、データのモデルフィッティングを行うことによって詳細な銀河の力学を調べることができた。その結果、もっともらしいモデルはSMGが遠方宇宙で見つかっている円盤銀河として説明できることを明らかにした。また、銀河団に付随するそのほかのSMGのうち３つの天体が銀河間相互作用する可能性が高いことを示唆する結果を得た。これらの研究結果は、SMGのような爆発的星形成銀河の形成・進化メカニズムとして、銀河合体に起因するものだけではなく、他の可能性として円盤を作りその中での星形成活動と力学に起因する可能性も示唆する。この結果は原始銀河団領域においては初めて明らかにしたものである。
29年度前半は前年度の観測結果をまとめて、査読付き学術論文として出版した。29年度後半からは、２年半の期間の間に行ったALMAの観測結果を博士論文として結果をまとめ、博士号を取得することができた。
なお、博士論文としてまとめることはできなかったものの、z=4.7にあるSMGと光赤外線領域で明るいQSOのペアーシステムにおけるALMAのデータ解析を取り組んだ。[OI]145um、[NII]122um, CO(12-11)といった輝線をこのシステムから初めて検出することができた。これらの結果は、輝線の詳細なモデリングの後、平成30年度内にその結果を出版する予定である。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A Radio-to-mm Census of Star-forming Galaxies in Protocluster 4C23.56 at Z = 2.5: Gas Mass and Its Fraction Revealed with ALMA (2017)
  • 著者名/発表者名: Minju M. Lee, I. Tanaka, R. Kawabe, K. Kohno, T. Kodama, M. Kajisawa, M. S. Yun, K. Nakanishi, D. Iono, Y. Tamura, B. Hatsukade, H. Umehata, T. Saito, T. Izumi, I. Aretxaga, K. Tadaki, M. Zeballos, S. Ikarashi, G. W. Wilson, D. H.Hughes., R. J. Ivison
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 842 ページ: 55
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa74c2
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Cold gas kinematics of star forming galaxies at high-z cluster forming epoch (2017)
  • 著者名/発表者名: Lee, Minju
  • 学会等名: Galaxy evolution over cosmic time
  • 国際学会
• [学会発表] Insights of environmental effect in high-z galaxy evolution from (sub)mm perspectives (2017)
  • 著者名/発表者名: Lee, Minju
  • 学会等名: Early stages of galaxy cluster formation (GCF2017) : Mergers, protoclusters, and star formation in overdense enviornments
  • 国際学会
• [学会発表] Star forming activity in a protocluster at z=2.5 revealed by ALMA : on a potential role of environment in high-z protocluster (2017)
  • 著者名/発表者名: Lee, Minju
  • 学会等名: The galaxy ecosystem. Flows of baryons through galaxies
  • 国際学会
• [学会発表] Radio-to-mm properties of star forming galaxies in a protocluster at z=2.49 (2017)
  • 著者名/発表者名: Lee, Minju
  • 学会等名: SMG20
  • 国際学会
• [学会発表] Gas kinematics of star forming galaxies during early cluster formation epoch (2017)
  • 著者名/発表者名: Lee, Minju
  • 学会等名: East Asia ALMA Science Workshop
  • 国際学会