近赤外線広波長帯域面分光観測による最盛期銀河形成活動の探求

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00171
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 本原 顕太郎 国立天文台, 先端技術センター, 教授 (90343102)
• 研究分担者: 小山 佑世 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (40724662) ; 小西 真広 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (50532545) ; 尾崎 忍夫 国立天文台, 先端技術センター, 講師 (60532710) ; 児玉 忠恭 東北大学, 理学研究科, 教授 (80343101)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 銀河形成 / 近赤外線分光 / 面分光 / 超精密切削加工

研究実績の概要

(1) 2021年度に引き続きSWIMSをすばる望遠鏡に取り付けての共同利用観測を実施した。2022年B期に7件の観測提案が採択され、2022年11月から12月にかけて11夜の観測を実行した。これらの観測は雇用している研究員である小山が中心となり、本原、研究分担者の小西、児玉及び研究協力者の田中、寺居の支援を受けつつ実施された。2022年B期にはIFUを用いた観測提案も一件採択されたが、マウナロア山の噴火の影響で、観測を実施することはできなかった。 SWIMSのすばる望遠鏡での観測はこれをもって完了し、2023年3月に望遠鏡から取り外して山麓に輸送し、日本に返送する準備作業を行った。
また、すばる望遠鏡でのPI共同利用観測の成果としてから3本の投稿論文が出版され、1本が投稿中である。
(2) 2021年度に取得した面分光ユニット(IFU)の試験観測データの解析を行い、強い熱迷光が入っていることを確認した。この迷光についてはレイトレースによる原因特定を行い、望遠鏡の構造体が映り込むことによって発生していることを確認し、IFUの構造に遮光板を入れることで解決した。IFUの開発についてのこれら研究成果については国際学会(SPIE Astronomical Telescopes+Instumentation)で発表した。
(3) z~2の星形成銀河については広帯域フィルタを用いた輝線銀河の選出手法を確立し、それを用いてこれら銀河の性質を探り、特に低質量星形成銀河で活発な星形成が行われている可能性が高いことを明らかにし、投稿論文として発表した。

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

予定通りすばる望遠鏡でのPI共同利用観測を完了できたため。

今後の研究の推進方策

2023年度はSWIMSを日本に輸送し、すばる望遠鏡での観測で明らかになった不具合の改修を行う。また、これまでに取得された観測データ、及びIFUの開発についてを取りまとめ、論文化を進める。
SWIMSは改修が終了後、2024年度にチリのTAO望遠鏡に輸送して観測を開始する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] Macquarie University(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Macquarie University
• [雑誌論文] SN 2020uem: a Possible Thermonuclear Explosion within a Dense Circumstellar Medium. I. The Nature of Type IIn/Ia-CSM SNe from Photometry and Spectroscopy (2023)
  • 著者名/発表者名: Uno Kohki、Maeda Keiichi、Nagao Takashi、Nakaoka Tatsuya、Motohara Kentaro、Konishi Masahiro et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 944 ページ: id203
  • DOI: 10.3847/1538-4357/acb5ec
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Infrared spectroscopy of free-floating planet candidates in Upper Scorpius and Ophiuchus (2022)
  • 著者名/発表者名: Bouy H.、Tamura M.、Barrado D.、Motohara K.、Castro Rodriguez N.、Miret-Roig N.、Konishi M.、Koyama S.、Takahashi H.、Huilamo N.、Bertin E.、Olivares J.、Sarro L. M.、Berihuete A.、Cuillandre J.-C.、Galli P. A. B.、Yoshii Y.、Miyata T.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 664 ページ: A111
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202243850
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development status of a near-infrared integral field unit SWIMS-IFU (2022)
  • 著者名/発表者名: Kushibiki Kosuke、Ozaki Shinobu、Takeda Masahiro、Hosobata Takuya、Yamagata Yutaka、Morita Shinya、Nakagawa Keiichi、Saiki Takao、Ohtake Yutaka、Tsuzuki Toshihiro、Mitsui Kenji、Okita Hirofumi、Motohara Kentaro、Takahashi Hidenori、Konishi Masahiro、Kato Natsuko M.、Koyama Shuhei、Chen Nuo、Homan Shogo、Yasuda Akino
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 12188 ページ: 121882V
  • DOI: 10.1117/12.2627205
• [雑誌論文] Diamond machining of two-in-one optical element including slice mirror array for near-infrared integral-field spectrograph (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeda Masahiro、Kushibiki Kousuke、Hosobata Takuya、Yamagata Yutaka、Morita Shin-ya、Saiki Takao、Nakagawa Keiichi、Ohtake Yutaka、Motohara Kentaro、Ozaki Shinobu、Tsuzuki Toshihiro、Takahashi Hidenori、Konishi Masahiro
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 12188 ページ: 121882X
  • DOI: 10.1117/12.2625703
• [雑誌論文] A Selection of Hα Emitters at z = 2.1-2.5 Using the Ks-band Photometry of ZFOURGE (2022)
  • 著者名/発表者名: Terao Yasunori、Spitler Lee R.、Motohara Kentaro、Chen Nuo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 941 ページ: id70
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac9fce
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] EMPRESS. VIII. A New Determination of Primordial He Abundance with Extremely Metal-poor Galaxies: A Suggestion of the Lepton Asymmetry and Implications for the Hubble Tension (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Akinori、Ouchi Masami、Nakajima Kimihiko、Kawasaki Masahiro、Murai Kai、Motohara Kentaro、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 941 ページ: 167～167
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac9ea1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] TAO 6.5m 望遠鏡用近赤外線観測装置 SWIMS:すばる望遠鏡での共同利用運 用報告 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小西真広 (東京大学), 本原顕太郎 (国立天文台, 東京大学), 高橋英則, 小山舜平, 加藤夏子, 櫛引洸佑, 陳諾, 穂満星冴, 安田彩乃 (東京大学), 他
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
• [学会発表] Ruby-Rush: z~5 の原始銀河団で加速的に誕生する巨大銀河の探査 (2023)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏典, 児玉忠恭, 大工原一貴, 岡崎莉帆 (東北大学), 小西真大, 利川潤 (東大), 但木謙一, 小山佑世, 本原顕太郎 (国立天文台), 他、RubyRush チーム
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
• [学会発表] Development status of a near-infrared integral field unit SWIMS-IFU (2022)
  • 著者名/発表者名: Kushibiki Kosuke、Ozaki Shinobu、Takeda Masahiro、Hosobata Takuya、Yamagata Yutaka、Morita Shinya、Nakagawa Keiichi、Saiki Takao、Ohtake Yutaka、Tsuzuki Toshihiro、Mitsui Kenji、Okita Hirofumi、Motohara Kentaro、Takahashi Hidenori、Konishi Masahiro、Kato Natsuko M.、Koyama Shuhei、Chen Nuo、Homan Shogo、Yasuda Akino
  • 学会等名: SPIE Astronomical Telescopes+Instrumentation
  • 国際学会
• [学会発表] Diamond machining of two-in-one optical element including slice mirror array for near-infrared integral-field spectrograph (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeda Masahiro、Kushibiki Kousuke、Hosobata Takuya、Yamagata Yutaka、Morita Shin-ya、Saiki Takao、Nakagawa Keiichi、Ohtake Yutaka、Motohara Kentaro、Ozaki Shinobu、Tsuzuki Toshihiro、Takahashi Hidenori、Konishi Masahiro
  • 学会等名: SPIE Astronomical Telescopes+Instrumentation
  • 国際学会
• [学会発表] SWIMS(近赤外線 2 色同時多天体分光撮像装置) の検出器性能評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 穂満星冴、小西真広、高橋英則、小山舜平、加藤夏子、櫛引洸佑、陳諾、安田彩乃 (東京大学)、本原 顕太郎 (国立天文台)
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [学会発表] 近赤外線面分光ユニット SWIMS-IFU:すばる望遠鏡でのファーストライト (2022)
  • 著者名/発表者名: 櫛引洸佑 (東京大学), 尾崎忍夫 (国立天文台), 竹田真宏, 細畠拓也, 山形豊 (理化学研究所), 森田晋也 (東京電機大学), 中川桂一, 佐伯峻生, 大竹豊 (東京大学), 都築俊宏, 三ツ井健司, 沖田博文 (国立天文 台), 本原顕太郎 (国立天文台, 東京大学), 高橋英則, 小西真広, 小山舜平, 加藤夏子, 陳諾, 穂満星冴 (東 京大学)
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [学会発表] Properties of low-mass starburst Hα emitters (Flash-HAEs) at z~2.3 from broad-band selection (2022)
  • 著者名/発表者名: Nuo Chen (University of Tokyo), Kentaro Motohara (NAOJ, University of Tokyo), Lee Spitler (Macquarie University), Kimihiko Nakajima (NAOJ), Rieko Momose (Carnegie Observatories), Masahiro Konishi (University of Tokyo)
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [備考] SWIMS Wiki Page
  • URL: http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/TAO/swims/