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2023 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5年度は、測光データから天体を選択して作られた銀河サンプルについて査読論文にまとめて投稿し、出版した。さらに、この銀河サンプルからPFS観測のターゲットの順位付けを行うなど、PFS観測戦略の検討を進めた。特に、PFSの2400本の分光ファイバーに対して、本研究とそれ以外の研究の天体を共存させた形で観測するため、雇用中の特任研究員を通じてプリンストン大学における国際共同研究者らと協力して行った。これらの観測研究と並行して、銀河-銀河間物質モデルおよび宇宙再電離モデルの構築を進め、PFS観測開始に向けた準備を進めてきた。

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

昨年度は、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り、数ヶ月の遅れが出ていた。しかしながら、その後は、特任研究員を中心とした研究者の努力で遅れを取り戻すことができ、おおむね順調に研究を進めることができているため。

今後の研究の推進方策

令和6年度には、PFS観測に向けた準備を完了させ、観測を開始する予定である。ただし、令和5年末から約半年間すばる望遠鏡が主鏡のトラブルにより観測が中断された影響で、PFS観測の開始も遅れることになる。そのため、データ取得は当初よりも遅れる恐れが出てきているが、用いるデータを減らすなどして対応し、本研究を完了させる計画である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6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] SILVERRUSH. XIII. A Catalog of 20,567 Lyα Emitters at z = 2-7 Identified in the Full-depth Data of the Subaru/HSC-SSP and CHORUS Surveys2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuta Satoshi、Ouchi Masami、Shibuya Takatoshi、Liang Yongming、Umeda Hiroya、Matsumoto Akinori、Shimasaku Kazuhiro、Harikane Yuichi、Ono Yoshiaki、Inoue Akio K.、Yamanaka Satoshi、Kusakabe Haruka、Momose Rieko、Kashikawa Nobunari、Matsuda Yuichi、Lee Chien-Hsiu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 268 ページ: 24~24

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ace4cb

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cosmological-scale Lyα Forest Absorption around Galaxies and AGNs Probed with the HETDEX and SDSS Spectroscopic Data2023

    • 著者名/発表者名
      Sun Dongsheng、Mawatari Ken、Ouchi Masami、Ono Yoshiaki、Yajima Hidenobu、Zhang Yechi、Abe Makito、Bowman William P.、Cooper Erin Mentuch、Davis Dustin、Farrow Daniel J.、Gebhardt Karl、Hill Gary J.、Liu Chenxu、Schneider Donald P.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 951 ページ: 25~25

    • DOI

      10.3847/1538-4357/accf88

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Star formation and chemical enrichment in protoclusters2023

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Keita、Nagamine Kentaro、Shimizu Ikkoh
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 525 ページ: 3760~3780

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2526

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Morphologies of Galaxies at z >~ 9 Uncovered by JWST/NIRCam Imaging: Cosmic Size Evolution and an Identification of an Extremely Compact Bright Galaxy at z ~ 122023

    • 著者名/発表者名
      Ono Yoshiaki、Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Yajima Hidenobu、Abe Makito、Isobe Yuki、Shibuya Takatoshi、Wise John H.、Zhang Yechi、Nakajima Kimihiko、Umeda Hiroya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 951 ページ: 72~72

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acd44a

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Early Galaxy Formation and Cosmic ReionizationExplored with JWST2024

    • 著者名/発表者名
      Masami Ouchi
    • 学会等名
      i2i: back again to linking galaxy physics from ISM to IGM scales
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmic Reionization History and Sources Probed by Subaru Large Area Surveys and JWST Deep Observations2023

    • 著者名/発表者名
      Masami Ouchi
    • 学会等名
      Neutral Hydrogen as a Cosmological Probe Across Cosmic Time
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subaru and JWST Explorations for the Universe at Redshifts 0-13 and 10^102023

    • 著者名/発表者名
      Masami Ouchi
    • 学会等名
      Observing the evolving Universe
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] JWST View of Early Galaxy Formation and Feedback2023

    • 著者名/発表者名
      Masami Ouchi
    • 学会等名
      Observations and Physics of AGN Feedback
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Galaxy Formation and Mass Accretion2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      山田研究会「宇宙における降着現象 ~活動性・多様性の源~」
    • 招待講演
  • [学会発表] Dust heating and star formation in the inner kpc of the most luminous quasars at z ~ 22023

    • 著者名/発表者名
      John Silverman
    • 学会等名
      Galaxy formation in Hangzhou
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Galaxy-IGM Workshop 20232023

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公開日: 2024-12-25  

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