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2022 年度 実績報告書

すばるPFSの超大型分光探査で切り開く宇宙再電離と銀河形成研究の新領域

研究課題

研究課題/領域番号 20H00180
研究機関国立天文台

研究代表者

大内 正己  国立天文台, 科学研究部, 教授 (40595716)

研究分担者 長峯 健太郎  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (50714086)
小野 宜昭  東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (60631116)
高橋 慶太郎  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (80547547)
SILVERMAN John  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (90573030)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
キーワード光赤外線天文学 / 銀河形成 / 宇宙再電離
研究実績の概要

すばる広視野分光器PFSにより、従来のすばる広視野撮像装置HSCの探査だけでは実現できない研究を推進する。まず、PFS分光の一様なターゲット選択と星質量推
定に必須の近赤外線画像をCFHT望遠鏡観測を通じて準備し,PFS分光探査を実現する。PFS分光で赤方偏移0.7-7の30万個の銀河スペクトルを取得し、銀河間物質
(IGM)の中性水素(HI)ガス分布を描く新しい手法も駆使しながら宇宙大規模構造の中で放射と物質交換を通して形成される銀河の描像を探る。具体的にはA)宇宙
再電離の理論的基礎となるHIガスの大規模構造とその中の電離泡の存在の有無の検証、B)銀河間のガスのフィラメントが普遍的にあって銀河同士を繋ぐ描像の検
証、C)3次元銀河分布に基づく星形成フィードバック要因に対する強い制限、を観測と理論の両面から行う。この研究を実現するため、令和4年度は、予算の繰越期間を含めて、主にPFS観測のための銀河サンプル構築を行った。研究員を雇用しこの作業を進め、銀河サンプル構築に際して、Ono et al. (2021)で開発された機械学習を用いた誤天体除去を行い結果を確認したところ、予想通りの性能が出ないことが分かった。そこで、機械学習ではなく、目視で誤天体除去を行うことにした。目視の作業は人手がかかるため、予想以上に時間がかかってしまったが、誤天体除去を達成することに成功した。これと並行して、PFS観測のシミュレーションを行って、PFS観測の観測提案と観測準備を行った。

現在までの達成度 (区分)
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

銀河カタログ作成時の誤天体除去において、機械学習による手法が予想通りの性能が出ないことが分かり、目視で誤天体除去を行うことで、予定通りに進められない部分があったが、これは数ヶ月の遅れに留まっており、おおむね順調に研究が進展していると言える。

今後の研究の推進方策

令和5年度には、銀河サンプルの構築作業を完了させ、PFS観測に向けた準備を整える研究を進める。その上で、論文執筆を進めるとともに、観測シミュレーションも行い、研究成果のまとめを行う。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Princeton University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Princeton University
  • [国際共同研究] Academia Sinica(その他の国・地域(台湾))

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      Academia Sinica
  • [雑誌論文] EMPRESS. VII. Ionizing Spectrum Shapes of Extremely Metal-poor Galaxies: Uncovering the Origins of Strong He ii and the Impact on Cosmic Reionization2022

    • 著者名/発表者名
      Umeda Hiroya、Ouchi Masami、Nakajima Kimihiko、Isobe Yuki、Aoyama Shohei、Harikane Yuichi、Ono Yoshiaki、Matsumoto Akinori
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 930 ページ: 37~37

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac602d

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SILVERRUSH. XII. Intensity Mapping for Lyα Emission Extending over 100-1000 Comoving Kpc around z ~ 2-7 LAEs with Subaru HSC-SSP and CHORUS Data2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchihara Shotaro、Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Ono Yoshiaki、Shibuya Takatoshi、Itoh Ryohei、Kakuma Ryota、Inoue Akio K.、Kusakabe Haruka、Shimasaku Kazuhiro、Momose Rieko、Sugahara Yuma、Kikuta Satoshi、Saito Shun、Kashikawa Nobunari、Zhang Haibin、Lee Chien-Hsiu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 931 ページ: 97~97

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac69de

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] MUSUBI (MegaCam Ultra-deep Survey: u*-band Imaging) Data for the COSMOS and SXDS Fields2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Wei-Hao、Foucaud Sebastien、Hsieh Bau-Ching、Jian Hung-Yu、Lin Lihwai、Lin Yen-Ting、Coupon Jean、Hashimoto Yasuhiro、Ouchi Masami、Shimasaku Kazuhiro、Ohyama Youichi、Umetsu Keiichi、Wang Shiang-Yu、Chang Tzu-Ching
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 260 ページ: 54~54

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac729e

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] EMPRESS. V. Metallicity Diagnostics of Galaxies over 12 + log(O/H) =~ 6.9-8.9 Established by a Local Galaxy Census: Preparing for JWST Spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Kimihiko、Ouchi Masami、Xu Yi、Rauch Michael、Harikane Yuichi、Nishigaki Moka、Isobe Yuki、Kusakabe Haruka、Nagao Tohru、Ono Yoshiaki、Onodera Masato、Sugahara Yuma、Kim Ji Hoon、Komiyama Yutaka、Lee Chien-Hsiu、Zahedy Fakhri S.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 262 ページ: 3~3

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac7710

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Osaka Feedback Model. II. Modeling Supernova Feedback Based on High-resolution Simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Oku Yuri、Tomida Kengo、Nagamine Kentaro、Shimizu Ikkoh、Cen Renyue
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 262 ページ: 9~9

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac77ff

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Wavelets and sparsity for Faraday tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Cooray Suchetha、Takeuchi Tsutomu T、Ideguchi Shinsuke、Akahori Takuya、Miyashita Yoshimitsu、Takahashi Keitaro
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 ページ: S85~S96

    • DOI

      10.1093/pasj/psac052

    • 査読あり
  • [学会発表] RFI除去について2023

    • 著者名/発表者名
      高橋慶太郎
    • 学会等名
      ミニワークショップ : 21cm線によるサイエンス
  • [学会発表] Preparations for JWST & EUCLID/Roman/Rubin Studies Towards First Galaxies and Early Universe2022

    • 著者名/発表者名
      Masami Ouchi
    • 学会等名
      Copenhagen DAWN Conference 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New Explorations for Particles in the Early Universe via Galaxy Observations2022

    • 著者名/発表者名
      大内正己
    • 学会等名
      Physics in LHC and Beyond
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of Star Formation and Galaxy Evolution via Feedback2022

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      IAU Symposium 373, "Resolving the Rise and Fall of Star Formation in Galaxies"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] France-Japan Galaxy Formation Workshop2022

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公開日: 2024-12-25  

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