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2023 年度 実施状況報告書

遠方passive銀河探査から解明する宇宙最初期の星形成活動

研究課題

研究課題/領域番号 20K14516
研究機関筑波大学

研究代表者

馬渡 健  筑波大学, 数理物質系, 研究員 (00838287)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
キーワード銀河形成
研究実績の概要

本研究課題は、宇宙最初期における銀河内の星形成がダークマターの重力集積のみで決定される現象なのか、あるいは超新星爆発などガスの輻射流体的効果を大 きく受けたプロセスなのかを判別することを目的とする。2つのシナリオの切り分けのために、赤方偏移10以上(宇宙年齢5億年以前)での宇宙全体の星形成率密度を調べる。赤方偏移10以上での星形成活動を直接的に調べる観測研究は新型宇宙望遠鏡JWSTの打ち上げ以降、議論が活発になされているが、本研究では赤方偏移6付近の年老いた銀河(passive銀河)の探査を通じて制限をかける独自かつ相補的なアプローチをとる。
2023年度の実施状況としては、まず自身の独自サンプルであるCOSMOS天域のpassive銀河候補(Mawatari et al. 2020, APJ, 889, 137)の分光追観測提案をJWST 宇宙望遠鏡第二期公募に提出していたが、残念ながら不採択になった。JWST公開データから新たなpassive銀河候補のサンプル構築を進めていたが、共同研究者が赤方偏移20の星形成銀河探査を目的として非常に似たセレクションの解析を行なっていたため、それに合流した。ここで、赤方偏移20の星形成銀河と赤方偏移6のpassive銀河は似た測光セレクションになるため、選ばれたサンプルは両方の可能性があり、どちらであっても非常に興味深いサンプルである。
また、自身が参加している他のJWST第一期観測プログラム(Hashimoto et al., ApJ, 995, 2)において、実際のデータ処理に中心的に携わり、主著論文1編、共著論文1編を準備中である。この研究においてpassive銀河の兆候がないかも調べたが、残念ながら今のところ確認されなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

既存サンプル(Mawatari et al. 2020, APJ, 889, 137)に対するJWST宇宙望遠鏡分光追観測提案は第2期観測提案に不採択となり、進捗が遅れている。また年度後半に研究代表者の健康面の問題が生じたことも理由の一つである。
一方で、JWST第一期の撮像観測データが公開され、passive銀河探査に耐えうる質の撮像観測データが溜まりつつあるので、共同研究者とともに多波長カタログ構築とそこからのpassive銀河および超高赤方偏移星形成銀河の探査を行った。

今後の研究の推進方策

2024年度は、2023年度に解析を大きく進めたJWST第一期観測プログラム(Hashimoto et al., ApJ, 995, 2)のデータ解析について、論文執筆を行う。passive銀河の兆候は得られなかったが、初期宇宙においてpassive銀河は希少な存在であることを示す。
2023年度まででJWST公開データから構築した赤方偏移20の星形成銀河もしくは赤方偏移6のpassive銀河というユニークなサンプルについて、精査と論文執筆を完了させる。

次年度使用額が生じた理由

2023年度は健康面の問題から、年度後半の研究活動が滞り、予定された出張や研究解析をキャンセルせざるを得なかった。また、独自のデータ収集のためのJWST第二期観測提案に不採択になったことも研究の遅れに大きく影響している。
公開データや、自身が参加する他プログラムのデータ解析は進んでいるため、2024年度はそれらの論文出版と国際研究会での発表・議論等に繰越額と次年度請求額をあてる。

  • 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 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ジュネーブ天文台(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ジュネーブ天文台
  • [国際共同研究] Centro de Astrobiologa (CAB)(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Centro de Astrobiologa (CAB)
  • [雑誌論文] EMPRESS. XII. Statistics on the Dynamics and Gas Mass Fraction of Extremely Metal-poor Galaxies2024

    • 著者名/発表者名
      Xu Yi, Ouchi Masami, Isobe Yuki, Mawatari Ken, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 961 ページ: 49~49

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad06ab

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reionization and the ISM/Stellar Origins with JWST and ALMA (RIOJA): The Core of the Highest-redshift Galaxy Overdensity at z = 7.88 Confirmed by NIRSpec/JWST2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto T., Alvarez-Marquez J., Fudamoto Y., Mawatari K., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 955 ページ: L2~L2

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acf57c

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterizing CO Emitters in the SSA22-AzTEC26 Field2023

    • 著者名/発表者名
      Huang Shuo、Umehata Hideki、Kawabe Ryohei、Kohno Kotaro、Lee Minju、Tamura Yoichi、Hatsukade Bunyo、Mawatari Ken
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 953 ページ: 75~75

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ace0c0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] EMPRESS. IX. Extremely Metal-poor Galaxies are Very Gas-rich Dispersion-dominated Systems: Will the James Webb Space Telescope Witness Gaseous Turbulent High-z Primordial Galaxies?2023

    • 著者名/発表者名
      Isobe Yuki, Ouchi Masami, Nakajima Kimihiko, Mawatari Ken, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 951 ページ: 102~102

    • DOI

      10.3847/1538-4357/accc87

    • 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] Detections of [C ii] 158 μm and [O iii] 88 μm in a Local Lyman Continuum Emitter, Mrk 54, and Its Implications to High-redshift ALMA Studies*2023

    • 著者名/発表者名
      Ura Ryota、Hashimoto Takuya、Inoue Akio K.、Fadda Dario、Hayes Matthew、Puschnig Johannes、Zackrisson Erik、Tamura Yoichi、Matsuo Hiroshi、Mawatari Ken、Fudamoto Yoshinobu、Hagimoto Masato、Kuno Nario、Sugahara Yuma、Yamanaka Satoshi、C. Bakx Tom J. L.、Nakazato Yurina、Usui Mitsutaka、Yajima Hidenobu、Yoshida Naoki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 948 ページ: 3~3

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acc530

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The SSA22 H i Tomography Survey (SSA22-HIT). I. Data Set and Compiled Redshift Catalog2023

    • 著者名/発表者名
      Mawatari Ken、Inoue Akio K.、Yamada Toru、Hayashino Tomoki、Prochaska J. Xavier、Lee Khee-Gan、Tejos Nicolas、Kashikawa Nobunari、Otsuka Takuya、Yamanaka Satoshi、Schlegel David J.、Matsuda Yuichi、Hennawi Joseph F.、Iwata Ikuru、Umehata Hideki、Mukae Shiro、Ouchi Masami、Sugahara Yuma、Tamura Yoichi
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 165 ページ: 208~208

    • DOI

      10.3847/1538-3881/acb707

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] RIOJA: z = 6.81 銀河の JWST+ALMA 解析(1)SED から探る多成分系の性質2024

    • 著者名/発表者名
      馬渡健, 橋本拓也, 碓氷光崇, 大曽根渉(筑波大学), 他 RIOJA グループ
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
  • [学会発表] A2744 z=7.88 Quintetの物理性質と周辺大規模構造2023

    • 著者名/発表者名
      馬渡健, 橋本拓也, 碓氷光崇
    • 学会等名
      Galaxy IGM Workshop 2023
  • [学会発表] スペクトル吸収線から探る原始銀河団ガス2023

    • 著者名/発表者名
      馬渡健
    • 学会等名
      つくば宇宙フォーラム
  • [学会発表] RIOJA project: JWST+ALMA joint study of a galaxy at z = 6.812023

    • 著者名/発表者名
      Ken Mawatari, Takuya Hashimoto, Mitsutaka Usui, et al.
    • 学会等名
      ALMA/45m/ASTE Users Meeting 2023
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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