Validation of New Measurement Tools of Star Formation Rate in radio wavelength

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13587
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 三浦 理絵 国立天文台, アルマプロジェクト, 特別客員研究員 (30770698)
• 研究期間 (年度): 2019-02-01 – 2022-03-31
• キーワード: 星形成率 / 近傍銀河 / 大質量星形成 / ミリ波サブミリ波

研究実績の概要

星形成率は、銀河の進化を理解する上で重要な要素の一つである。星形成率の決定には、若い大質量星からの放射による紫外線/可視光データ、周りのダストによる赤外線放射などのデータを使うのが一般的である。しかしながら、前者はダストによる吸収の影響が大きい、後者は空間分解能が他に比べて低いという欠点があった。一方、電波データから星形成率を推定することもあるが、これらのデータは比較的放射が弱く、検出できる天体が限られるという欠点があった。しかし、ALMA望遠鏡を使えばこれらの欠点を補うような高い感度・空間分解能の電波データが取得可能である。本課題では、ミリ波サブミリ波水素再結合線、および100GHz帯連続波を用いた新しい星形成率測定方法の有用性を検証する。
2019年度は、ALMA望遠鏡で取得された100GHz帯連続波データを解析し、近傍銀河M33内の連続波源を特定した。銀河全域に散在する87個の巨大分子雲に対して、4シグマ以上で優位に検出できたのは、17個の連続波源であった。これらは比較的大きめの水素電離領域に相当する。100GHz帯連続波から得られた星形成率とHαと24μmで得られたそれとの相関をとると、多少分散があるものの比例関係にあった。個々の分散の原因については今後調査する。一方、すばる望遠鏡で取得された近赤外撮像データを用いて、同銀河内の若い大質量星候補天体を同定し、それぞれの星の質量や減光量を見積もった。その結果、ALMAで同定した100GHz帯連続波源の中心に、大きく減光されている大質量星候補天体を発見した。天体数や質量から星形成率を求めると、100GHz帯連続波から求められたそれと、ほぼ一致した。以上の結果については、ALMA望遠鏡で取得された分子ガス輝線との比較も含めながら、現在論文執筆を進めている。
国際研究会1件において、これらの研究成果をポスター発表した。

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

2019年度の計画の概要は、(1)ALMA望遠鏡で取得されたミリ波連続波データの解析、(2) すばる望遠鏡で取得された近赤外撮像データの解析、(3)測光および種族モデルとの比較、(4)観測結果を論文にまとめる、である。　(1)および(2)については現在取得しているデータについては完了した。(3)については、取得された近赤外データの50%が完了しており、(4)も並行して行なっているため、計画はおおむね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

2020年度は、すばる望遠鏡で取得された近赤外データの残りの50%の領域について、PSF測光と種族モデルとの比較を行う。さらに、現在取得中のALMAデータについて解析を行い、近赤外線で大質量星候補天体との空間的比較、および星形成率などの量的比較を行う。従来の方法である中遠赤外線データもアーカイブから取得し、それぞれの領域について星形成率を求め、本課題のデータから得られたそれとを比較する。中遠赤外線データについては、赤外線データが専門の共同研究者と議論しながら進める。また、観測結果を論文としてまとめていくことを平行して進めていく。国内・国外研究会において、研究成果を発表していく。

次年度使用額が生じた理由

2019年度のパソコンを購入する経費と出張に係る旅費が、想定していた額よりも安価であったため、未使用額が生じた。2020年度は研究打ち合わせのための経費や、論文投稿、研究会参加のための経費に使用する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] The University of Manchester(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: The University of Manchester
• [国際共同研究] KASI(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: KASI
• [国際共同研究] Isaac Newton Group of Telescopes/University of Granada(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: Isaac Newton Group of Telescopes/University of Granada
• [雑誌論文] ALMA Observations of Giant Molecular Clouds in M33 I: Resolving Star Formation Activities in the Giant Molecular Filaments Possibly Formed by a Spiral Shock (2020)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, Kazuki; Muraoka, Kazuyuki; Kondo, Hiroshi; Nishimura, Atsushi; Tosaki, Tomoka; Zahorecz, Sarolta; Onodera, Sachiko; Miura, Rie E.; Torii, Kazufumi; Kuno, Nario; Fujita, Shinji; Sano, Hidetoshi; Onishi, Toshikazu; Saigo, Kazuya; Fukui, Yasuo; Kawamura, Akiko; Tachihara, Kengo
  • 雑誌名: ApJ 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [学会発表] Embedded Massive Young Stellar Objects in the Giant Molecular Clouds of M33 (2019)
  • 著者名/発表者名: Rie E. Miura
  • 学会等名: SUBARU TELESCOPE 20TH ANNIVERSARY
  • 国際学会