すばる望遠鏡 広領域探査データを用いた遠方銀河形態の研究

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K14508
• 研究機関: 北見工業大学
• 研究代表者: 澁谷 隆俊 北見工業大学, 工学部, 助教 (30713995)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 銀河形態 / 遠方銀河 / すばる望遠鏡

研究実績の概要

本研究の目的は，1) 複数の情報科学技術を使って広領域探査データの画像を高解像度化し，遠方銀河の合体/非合体判定を行うこと，2) 銀河合体が遠方希少銀河の形成・進化に及ぼす影響について調べること，である．
研究1年目は，点像分布関数の逆畳み込み法による画像高解像度化のソフトウェアを開発し，すばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam (HSC)画像を高解像度化させた．高解像度化HSC画像からz~4-7の遠方銀河の形態分類を行い，銀河合体率f_mergerを測定したところ，静止系紫外線で明るい銀河と暗い銀河のf_mergerの間に有意な差は見られないことが分かった．f_mergerの結果から，z~4-7の静止系紫外線で明るい銀河の個数密度超過は，主に銀河合体ではなく別の物理現象に起因する可能性があることを明らかにした．
研究2年目は，古典的手法に疎性および平坦性の制約条件を加えた，スパースモデリングに基づく画像高解像度化ソフトウェアを開発した．本ソフトウェアでHSCデータを解析したところ，古典的手法と同等かそれ以上にHSC画像を高解像度化できることが分かった．また，原始銀河団メンバー銀河の形態研究に向け，原始銀河団サンプルの構築を行なった．
研究3年目は，敵対的生成ネットワーク(GAN)を使ってHSC画像を高解像度化する手法を確立した．研究1-2年目で用いた，その他の画像高解像度化手法とGANを組み合わせ，z~2-6の一般領域および原始銀河団領域の銀河の合体/非合体判定を行なった．その結果，どの画像高解像度化手法でも「銀河密集度が高くなるほどf_mergerが高くなる」という傾向が見えてきた．この傾向は先行研究のz~0-1の傾向と同様であり，f_mergerの銀河環境依存性はz~0からz~6の広い赤方偏移範囲において普遍的であることが分かった．

研究成果

• [雑誌論文] Updated Measurements of [O iii] 88 μm, [C ii] 158 μm, and Dust Continuum Emission from a z = 7.2 Galaxy (2023)
  • 著者名/発表者名: Ren Yi W.、Fudamoto Yoshinobu、Inoue Akio K.、Sugahara Yuma、Tokuoka Tsuyoshi、Tamura Yoichi、Matsuo Hiroshi、Kohno Kotaro、Umehata Hideki、Hashimoto Takuya、Bouwens Rychard J.、Smit Renske、Kashikawa Nobunari、Okamoto Takashi、Shibuya Takatoshi、Shimizu Ikkoh
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 945 ページ: 69～69
  • DOI: 10.3847/1538-4357/acb8ab
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Third data release of the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2022)
  • 著者名/発表者名: Aihara Hiroaki, AlSayyad Yusra, Ando Makoto, Armstrong Robert, Bosch James, Egami Eiichi, Furusawa Hisanori, Furusawa Junko, Harasawa Sumiko, Harikane Yuichi, Hsieh Bau-Ching, Ikeda Hiroyuki, Ito Kei, Iwata Ikuru, Kodama Tadayuki, Koike Michitaro, Kokubo Mitsuru, Komiyama Yutaka, Li Xiangchong, Liang Yongming, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 74 ページ: 247～272
  • DOI: 10.1093/pasj/psab122
  • 査読あり / 国際共著
• [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 Data (2022)
  • 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] ALMA Observations of CO Emission from Luminous Lyman-break Galaxies at z = 6.0293-6.2037 (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono Yoshiaki、Fujimoto Seiji、Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Vallini Livia、Ferrara Andrea、Shibuya Takatoshi、Pallottini Andrea、Inoue Akio K.、Imanishi Masatoshi、Shimasaku Kazuhiro、Hashimoto Takuya、Lee Chien-Hsiu、Sugahara Yuma、Tamura Yoichi、Kohno Kotaro、Schramm Malte
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 941 ページ: 74～74
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac9ea6
  • 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, Harikane Yuichi, Ono Yoshiaki, Kushibiki Kosuke, Koyama Shuhei, Aoyama Shohei, Konishi Masahiro, Takahashi Hidenori, Isobe Yuki, Umeda Hiroya, Sugahara Yuma, Onodera Masato, Nagamine Kentaro, Kusakabe Haruka, 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 / 国際共著