極度に強い輝線を示す銀河を用いた宇宙初期の銀河進化と宇宙再電離の観測的研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14257
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 小野寺 仁人 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40778396)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 銀河進化 / 銀河 / 光赤外線天文学

研究実績の概要

2017年度までに、広帯域フィルターによる撮像データを用いて、静止系可視光にある[OIII]5007輝線がきわめて強い赤方偏移z=3-3.7程度の星形成銀河 (EELG) を効率よく選択する手法を確立した。2018年度は、すばる望遠鏡のMOIRCSを用いて分光学的に同定された19天体の赤方偏移3を越えるEELGについて、静止系可視光輝線および、広帯域フィルターの測光データを用いたEELGの性質の調査を開始した。2019年は前述の調査をより詳細におこない、最新のスペクトルエネルギー分布フィットコードをもちいた恒星質量や、遠方銀河の最新の文献にもとづいた星形成率、ダストによる減光量を導出した。また、得られた輝線をもちいた輝線比診断や、水素電離光子生成効率の導出をおこなった。その結果、特に恒星質量が10億太陽質量より小さな低質量EELGはより大質量のEELGに比べ、より小さなダスト減光量、より高い[OIII]輝線の等価幅、より大きな[OIII]/[OII]輝線比、より大きな水素電離高姿勢成功率を示す傾向があることがわかった。これは、低質量EELGは非常に若いバースト的な星形成活動をしており、電離光子の放出が極めて効率的におこなわれているためであると解釈した。先行研究との比較から、これらの低質量EELGの中で特に高い[OIII]輝線の等価幅と[OIII]/[OIII]輝線比を示す天体が、宇宙再電離期の銀河の性質として重要なライマン連続光の脱出率が高い銀河であると結論づけた。今後、さらなる追観測による調査をおこなうことがのぞましい。

研究成果

• [国際共同研究] CEA/Saclay(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CEA/Saclay
• [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)
  • 国名: スイス
  • 外国機関名: ETH Zurich
• [国際共同研究] Cosmic Dawn Center(デンマーク)
  • 国名: デンマーク
  • 外国機関名: Cosmic Dawn Center
• [雑誌論文] The Typical Massive Quiescent Galaxy at z~3 is a Post-starburst (2020)
  • 著者名/発表者名: D'Eugenio C., Daddi E., Gobat R., Strazzullo V., Lustig P., Delvecchio I., Jin S., Puglisi A., Calabro A., Mancini C., Dickinson M., Cimatti A., Onodera M.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 892 ページ: L2
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab7a96
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Quiescent Galaxies 1.5 Billion Years after the Big Bang and Their Progenitors (2020)
  • 著者名/発表者名: Valentino F., Tanaka M., Davidzon I., Toft S., Gomez-Guijarro C., Stockmann M., Onodera M., Brammer G., Ceverino D., Faisst A. L., Gallazzi A., Hayward C. C., Ilbert O., Kubo M., Magdis G. E., Selsing J., Shimakawa R., Sparre M., Steinhardt C., Yabe K., Zabl J.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 889 ページ: 93
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab64dc
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The MUSE Atlas of Discs (MAD): Ionized gas kinematic maps and an application to diffuse ionized gas (2020)
  • 著者名/発表者名: den Brok M., Carollo C. M., Erroz-Ferrer S., Fagioli M., Brinchmann J., Emsellem E., Krajnovic D., Marino R. A., Onodera M., Tacchella S., Weilbacher P. M., Woo J.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 491 ページ: 4089-4107
  • DOI: 10.1093/mnras/stz3184
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Second data release of the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2019)
  • 著者名/発表者名: Aihara H. et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 ページ: 114
  • DOI: 10.1093/pasj/psz103
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Stellar Velocity Dispersion of a Massive Quenching Galaxy at z = 4.01 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M., Valentino F., Toft S., Onodera M., Shimakawa R., Ceverino D., Faisst A. L., Gallazzi A., Gomez-Guijarro C., Kubo M., Magdis G. E., Steinhardt C. L., Stockmann M., Yabe K., Zabl J.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 885 ページ: L34
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab4ff3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A contribution of star-forming clumps and accreting satellites to the mass assembly of z~2 galaxies (2019)
  • 著者名/発表者名: Zanella A., Le Floc'h E., Harrison C. M., Daddi E., Bernhard E., Gobat R., Strazzullo V., Valentino F., Cibinel A., Sanchez Almeida J., Kohandel M., Fensch J., Behrendt M., Burkert A., Onodera M., Bournaud F., Scholtz J.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 489 ページ: 2792-2818
  • DOI: 10.1093/mnras/stz2099
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] SILVERRUSH. VIII. Spectroscopic Identifications of Early Large-scale Structures with Protoclusters over 200 Mpc at z~6-7: Strong Associations of Dusty Star-forming Galaxies (2019)
  • 著者名/発表者名: Harikane Y. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 883 ページ: 142
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2cd5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Spectroscopic Study of a Rich Cluster at z = 1.52 with Subaru and LBT: The Environmental Impacts on the Mass-Metallicity Relation (2019)
  • 著者名/発表者名: Namiki S. V., Koyama Y., Hayashi M., Tadaki K., Kashikawa N., Onodera M., Shimakawa R., Kodama T., Tanaka I., Foerster Schreiber N. M., Kurk J., Genzel R.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 877 ページ: 118
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab1b6c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The MUSE Atlas of Disks (MAD): resolving star formation rates and gas metallicities on <100pc scales (2019)
  • 著者名/発表者名: Erroz-Ferrer S., Carollo C. M., den Brok M., Onodera M., Brinchmann J., Marino R. A., Monreal-Ibero A., Schaye J., Woo J., Cibinel A., Debattista V. P., Inami H., Maseda M., Richard J., Tacchella S., Wisotzki L.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 484 ページ: 5009-5027
  • DOI: 10.1093/mnras/stz194
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 面分光で探る星形成銀河~近傍から遠方まで~ (2019)
  • 著者名/発表者名: 小野寺仁人
  • 学会等名: 面分光研究会2019
  • 招待講演