初期宇宙における巨大銀河の形成と進化

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17617
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 田中 賢幸 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (50589207)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 光赤外天文学 / 銀河形成進化 / 大質量銀河

研究実績の概要

初期宇宙における巨大銀河形成の物理はまだ謎の多いプロセスである。大質量銀河を短時間で形成した後すぐに星形成活動を停止し、その後長期にわたって止めたままにしておく物理プロセスは多くの議論があるものの、未だ理解が進んでいない。本研究はこの問題に対して複数のアプローチで挑んでいる。(1)赤方偏移2の原始銀河団の詳しい解析、(2)広くて深い多波長撮像データを用いた統計解析、さらに(3)Hyper Suprime‐Cam(HSC)のさらに広いデータを用いた統計解析の3つのアプローチである。今年度はこの2つめに大きな展開があり、エフォートのほとんどをそこに集中した。

一つは赤方偏移4の銀河の質量・サイズ関係を静止系可視光で初めて明らかにしたことである。驚くべきことに大質量銀河のサイズ進化は赤方偏移4に至っても顕著に見えていて、その時期の大質量銀河は有効半径1kpc以下と非常にコンパクトであることがわかった。これは当初の目的の一つである、銀河形成モデルを制限する上で非常に強力であり、シミュレーションとの比較を今後進めていきたい。また近赤外分光フォローアップ観測も進み、赤方偏移3.87に今まで知られている最遠方の星形成を止めた大質量銀河を確認した。赤方偏移の決定にはまだわずかの不定性があるが、ほぼ間違いないと考えている。さらにこういった星形成率の低い大質量銀河が、実際にほとんど星を作っていないことのより直接的な証拠として、ALMAを用いたダスト放射を探る観測も採択されている。一方(3)のHSCを用いた解析も進めているが、赤方偏移4を越えるような有力候補を見つけるには至っていない。

全体的に(2)のアプローチにおける進捗が大きかった年度である。現在進行中の観測プログラムもあるなど、まだまだ発展が期待でき、本科研費が終わっても研究を続けて結果を論文化し、研究成果を発表していくつもりである。

研究成果

• [国際共同研究] Dark Cosmology Centre(デンマーク)
  • 国名: デンマーク
  • 外国機関名: Dark Cosmology Centre
• [雑誌論文] Deep Optical Imaging of the COSMOS Field with Hyper Suprime-Cam Using Data from the Subaru Strategic Program and the University of Hawaii (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Masayuki, Hasinger, Guenther, Silverman, John D., Bickerton, Steven, Furusawa, Hisanori, Harikane, Yuichi, Hu, Esther, Ikeda, Hiroyuki, Li, Yanxia, McCracken, Henry J., Price, Paul A., Strauss, Michael A., Koike, Michitaro, et al.
  • 雑誌名: arXiv 巻: arXiv:1706.00566 ページ: --
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Galaxy-Halo Connection in High-redshift Universe: Details and Evolution of Stellar-to-halo Mass Ratios of Lyman Break Galaxies on CFHTLS Deep Fields (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Shogo、Kashikawa Nobunari、Toshikawa Jun、Tanaka Masayuki、Hamana Takashi、Niino Yuu、Ichikawa Kohei、Uchiyama Hisakazu
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 841 ページ: 8～8
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa6d64
  • 査読あり
• [雑誌論文] First Results on the Cluster Galaxy Population from the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey. III. Brightest Cluster Galaxies, Stellar Mass Distribution, and Active Galaxies (2017)
  • 著者名/発表者名: Lin Yen-Ting、Hsieh Bau-Ching、Lin Sheng-Chieh、Oguri Masamune、Chen Kai-Feng、Tanaka Masayuki、Chiu I-Non、Huang Song、Kodama Tadayuki、Leauthaud Alexie、More Surhud、Nishizawa Atsushi J.、Bundy Kevin、Lin Lihwai、Miyazaki Satoshi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 851 ページ: 139～139
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa9bf5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Hyper Suprime-Cam SSP Survey: Overview and survey design (2017)
  • 著者名/発表者名: Aihara Hiroaki、Arimoto Nobuo、Armstrong Robert、Arnouts Stephane、Bahcall Neta A、Bickerton Steven、Bosch James、Bundy Kevin、Capak Peter L、Chan James H H、Chiba Masashi、Coupon Jean、... 、Tanaka Masayuki、et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S4
  • DOI: 10.1093/pasj/psx066
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Hyper Suprime-Cam software pipeline (2017)
  • 著者名/発表者名: Bosch James、Armstrong Robert、Bickerton Steven、Furusawa Hisanori、Ikeda Hiroyuki、Koike Michitaro、Lupton Robert、Mineo Sogo、Price Paul、Takata Tadafumi、Tanaka Masayuki、Yasuda Naoki、AlSayyad Yusra、Becker Andrew C、Coulton William、Coupon Jean、Garmilla Jose、Huang Song、Krughoff K Simon、Lang Dustin et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S5
  • DOI: 10.1093/pasj/psx080
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] First data release of the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2017)
  • 著者名/発表者名: Aihara Hiroaki、Armstrong Robert、Bickerton Steven、Bosch James、Coupon Jean、Furusawa Hisanori、Hayashi Yusuke、Ikeda Hiroyuki、Kamata Yukiko、Karoji Hiroshi、Kawanomoto Satoshi、Koike Michitaro、 ... 、Tanaka Masayuki et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S8
  • DOI: 10.1093/pasj/psx081
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Photometric redshifts for Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program Data Release 1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Masayuki、Coupon Jean、Hsieh Bau-Ching、Mineo Sogo、Nishizawa Atsushi J、Speagle Joshua、Furusawa Hisanori、Miyazaki Satoshi、Murayama Hitoshi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S9
  • DOI: 10.1093/pasj/psx077
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A 16 deg2 survey of emission-line galaxies at z<1.5 in HSC-SSP Public Data Release 1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Masao、Tanaka Masayuki、Shimakawa Rhythm、Furusawa Hisanori、Momose Rieko、Koyama Yusei、Silverman John D、Kodama Tadayuki、Komiyama Yutaka、Leauthaud Alexie、Lin Yen-Ting、Miyazaki Satoshi、Nagao Tohru、Nishizawa Atsushi J、Ouchi Masami、Shibuya Takatoshi、Tadaki Ken-ichi、Yabe Kiyoto
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S17
  • DOI: 10.1093/pasj/psx088
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The nature of Hα-selected galaxies along the large-scale structure at z=0.4 revealed by Subaru Hyper Suprime-Cam survey (2017)
  • 著者名/発表者名: Koyama Yusei、Hayashi Masao、Tanaka Masayuki、Kodama Tadayuki、Shimakawa Rhythm、Yamamoto Moegi、Nakata Fumiaki、Tanaka Ichi、Suzuki Tomoko L、Tadaki Ken-ichi、Nishizawa Atsushi J、Yabe Kiyoto、Toba Yoshiki、Lin Lihwai、Jian Hung-Yu、Komiyama Yutaka
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S21
  • DOI: 10.1093/pasj/psx078
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Luminous quasars do not live in the most overdense regions of galaxies at z~4 (2017)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama Hisakazu、Toshikawa Jun、Kashikawa Nobunari、Overzier Roderik、Chiang Yi-Kuan、Marinello Murilo、Tanaka Masayuki、Niino Yuu、Ishikawa Shogo、Onoue Masafusa、Ichikawa Kohei et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S32
  • DOI: 10.1093/pasj/psx112
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] GOLDRUSH. III. A systematic search for protoclusters at z~4 based on the >100?deg2 area (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshikawa Jun、Uchiyama Hisakazu、Kashikawa Nobunari、Ouchi Masami、Overzier Roderik、Ono Yoshiaki、Harikane Yuichi、Ishikawa Shogo、Kodama Tadayuki、Matsuda Yuichi、Lin Yen-Ting、Onoue Masafusa、Tanaka Masayuki、Nagao Tohru、Akiyama Masayuki、Komiyama Yutaka、Goto Tomotsugu、Lee Chien-Hsiu
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S12
  • DOI: 10.1093/pasj/psx102
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Overview of HSC photo-z's (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Tanaka
  • 学会等名: Photo-z Workshop for Large Surveys
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Tanaka
  • 学会等名: LSST Workshop: Getting ready to do science with LSST data
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Tanaka
  • 学会等名: COSMOS team meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] HSC-SSPの教訓 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中賢幸
  • 学会等名: 光赤天連シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program and Formation and Evolution of Massive Galaxies (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中賢幸
  • 学会等名: 天文・天体物理若手の会夏の学校
  • 招待講演