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2020 年度 実施状況報告書

大規模すばるHSC・赤外線衛星データで探る銀河とブラックホールの環境依存性の起源

研究課題

研究課題/領域番号 20K14530
研究機関愛媛大学

研究代表者

久保 真理子  愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 特定研究員 (40743216)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード光学赤外線天文学 / 銀河の形成と進化
研究実績の概要

現在の宇宙では、銀河団は大質量早期型銀河、銀河がまばらな領域は渦巻銀河が占める、銀河の環境依存性が知られている。また銀河は中心の超巨大ブラックホールと共進化してきたとされるが、これらの詳細はまだよくわかっていない。特に銀河進化が最も活発な時代はダストに覆い隠され可視光では観測が困難であり、その詳細を解明するにはダストから再放射された赤外線の観測が不可欠である。本研究の目的は(1)Hyper Suprime-Camすばる望遠鏡戦略枠観測(HSC-SSP)に基づく可視光大規模銀河、銀河団カタログとPlanck等の赤外線全天データを用いた統計的解析による赤方偏移0-6銀河、銀河団、遠方銀河高密度領域(原始銀河団)の中遠赤外線放射の検出、(2)個別原始銀河団の詳細なフォローアップ観測から銀河・超巨大ブラックホール進化の環境依存性を解明することである。

(1)については、まず解析に用いる赤外線画像処理を行った。Atacama Cosmology Telescope (ACT)画像データの解析を行ったが、これにより原始銀河団カタログに対する近傍銀河団の混合の問題が明らかになり、原始銀河団カタログ構築手法の改善が必要となった。(2)に関しては、特に星形成が活発だと考えられる赤外線で明るい原始銀河団をACT等を用いて選出し、観測提案を行った。また、銀河・超巨大ブラックホール進化の関連を解く大きなヒントとなる、赤方偏移 3.1 原始銀河団の星形成を終えた大質量銀河や活動銀河核(AGN)の、すばる望遠鏡・Keck望遠鏡による深い近赤外線撮像分光観測データが得られた。このデータに基づき、現在の銀河団大質量早期方銀河のように星形成をやめた大質量銀河を最も遠方の原始銀河団で同定した。これらに関し研究会での発表や論文投稿を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

上述の(1)については、HSC-SSP新規データによる原始銀河団カタログ作成が計画よりやや遅れたためである。原始銀河団カタログ作成はHSC-SSPによる大規模可視光データを用いているが、暗い天体の密度超過を測るため、先行するカタログとの測光の整合性の検証に時間を取られた。更に近傍銀河団の混合の問題が新たに判り、原因の究明・解決のために時間を取られた。
(2)に関しては概ね順調であるが、2020年度はALMA望遠鏡の観測提案募集がキャンセルされたため、フォローアップ観測の提案は2021年度に行うこととなった。

今後の研究の推進方策

原始銀河団カタログの問題は概ね解消されており、今後は本格的に原始銀河団の赤外線画像統計解析に基づく研究を進める。個別原始銀河団の詳細なフォローアップに関しては、今年度得られた近赤外線撮像分光データ及び、近日HSC-SSP共同研究者向けに公開される多色カタログなども用いつつ研究を進める。また、近赤外線分光データに基づく原始銀河団銀河の性質に相似した近傍銀河をスローンデジタルスカイサーベイ等のアーカイブデータから選出し、遠方銀河の直接観測では制限が難しい性質を推定するといった手法も加えて行いたい。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの感染拡大により、3月に予定していた国内出張がキャンセルになったため。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The UV Luminosity Function of Protocluster Galaxies at z ? 4: The Bright-end Excess and the Enhanced Star Formation Rate Density2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Kei、Kashikawa Nobunari、Toshikawa Jun、Overzier Roderik、Kubo Mariko、Uchiyama Hisakazu、Liang Yongming、Onoue Masafusa、Tanaka Masayuki、Komiyama Yutaka、Lee Chien-Hsiu、Lin Yen-Ting、Marinello Murilo、Martin Crystal L.、Shibuya Takatoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 899 ページ: 5~5

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aba269

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Faint Quasars Live in the Same Number Density Environments as Lyman Break Galaxies at z ? 42020

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Hisakazu、Akiyama Masayuki、Toshikawa Jun、Kashikawa Nobunari、Overzier Roderik、Nagao Tohru、Ichikawa Kohei、Marinello Murilo、Imanishi Masatoshi、Tanaka Masayuki、Matsuoka Yoshiki、Komiyama Yutaka、Ishikawa Shogo、Onoue Masafusa、Kubo Mariko、Harikane Yuichi、Ito Kei、Namiki Shigeru、Liang Yongming
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 905 ページ: 125~125

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc47b

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] The average MIR-FIR properties of protoclusters at z ~42021

    • 著者名/発表者名
      Kubo, M.
    • 学会等名
      Subaru Users Meeting FY2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A massive quiescent galaxy confirmed in a protocluster at z=3 .092021

    • 著者名/発表者名
      Kubo, M.
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
  • [学会発表] Mid to far-Infrared view of protoclusters at z~42020

    • 著者名/発表者名
      Kubo, M.
    • 学会等名
      Protoclusters; Galaxy evolution in confinement
    • 国際学会
  • [学会発表] Mid to far-Infrared view of protoclusters at z~42020

    • 著者名/発表者名
      Kubo, M.
    • 学会等名
      Galaxy Formation and Evolution in the Era of the Nancy Grace Roman Space Telescope
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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