すばる望遠鏡による新近赤外線装置の１８バンド多色撮像で極める銀河形成の絶頂期

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24244015
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 児玉 忠恭 国立天文台, ハワイ観測所(三鷹), 准教授 (80343101)
• 研究分担者: 林 将央 国立天文台, 光赤外研究部, 日本学術振興会特別研究員 (30583554) ; 田中 壱 国立天文台, ハワイ観測所, RCUH職員 (70374890)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 銀河形成 / 光赤外天文学

研究実績の概要

本課題は、SWIMSという新しい近赤外線カメラがすばる望遠鏡に取り付けられるのに際して、狭帯域フィルターと中間帯域フィルターを多数作成し、既存フィルターと合わせた合計１８枚のフィルターを用いて、銀河形成最盛期の時代の銀河の統計的性質を今までにない精度で明らかにしようという５年計画である（SWIMS-18サーベイ）。フィルターはすでに最初の２年間に製作を終えている。装置自体の完成が１年遅れていることから、本課題の観測開始も平成28年度にずれ込まざるを得ないが、それに向けて本26年度は観測提案の定量化および詳細な検討を行うための準備を行った。まずこのフィルターセットを用いた場合に、銀河の距離測定の精度がどれほど向上し、過去の研究に対してどれほど優位性が期待できるかの見積もりを、本科研費で雇用した研究員と共に行った。その結果、銀河スペクトルの特徴的な輪郭（ブレイク）が中間帯域フィルター群の中に赤方偏移してくる距離（時代）の銀河に対して、距離の推定精度が有意に改善することが分かった。特に１０％以上の悪い精度を持つ銀河の割合が半減することなどが分かった。
また観測を開始したらすぐに成果を出せるように、本課題と密接に関連する遠方の輝線星形成銀河に関する複数の研究プロジェクトをすばる望遠鏡やアルマ望遠鏡を用いて進め、様々な成果を挙げてきた。これらの結果や成果は多くの国内外の学会や研究会で講演を行い発表してきた。プロジェクトの宣伝も積極的に行いプロジェクトの認知度を向上させた。また様々な機会をとらえて、他国の類似プロジェクトのメンバーと議論や情報交換を行い、協力体制や共同研究の議論を行ったり、それらとの区別化、独自性の追求などを行ってきた。このように本課題の具体的な計画を練り上げるための準備はほぼ完成しつつある。

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

上述のように、平成26年度は観測提案を具体的に策定するために必要な基本的な準備を行うことができた。国際主要研究会での関連プロジェクトの成果発表やプロジェクトの宣伝を行うこによって、本プロジェクトが認知され、協力体制の構築も進んでいる。以上のことから、装置自身の完成には若干の遅れがあるものの、それに向けた本課題の推進はほぼ予定通りのペースで進んでおり、2016年度からの観測開始に向けた準備は順調に進んでいると自己評価する。

今後の研究の推進方策

SWIMS-18サーベイによって期待される多数のフィルターを用いた場合のパフォーマンスが分かってきたので、今後はこれらの値に基づいて、具体的なサーベイデザインを策定していきたい。各フィルターの感度も、装置のスループットモデルやマウナケア山頂の背景光モデルを用いて具体的に見積もり、科学的な目的の達成に要求される具体的な積分時間の見積もりや、同時に観測するフィルターペアの組み合わせの最適化を行う。そして観測提案書を作成し、すばる望遠鏡共同利用観測の時間獲得を目指す。そして平成28年度にサイエンス観測を開始し、初期成果を挙げたい。最終年度になるので観測後速やかに成果を挙げることができるように、入念な準備を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Discovery of Nine Extended Ionized Gas Clouds in a z = 0.4 Cluster (2015)
  • 著者名/発表者名: Yagi, Masafumi; Gu, Liyi; Koyama, Yusei; Nakata, Fumiaki; Kodama, Tadayuki; Hattori, Takashi; Yoshida, Michitoshi
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 149 ページ: id. 36
  • DOI: 10.1088/0004-6256/149/2/36
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The environments of Ly alpha blobs - I. Wide-field Ly alpha imaging of TN J1338-1942, a powerful radio galaxy at z ~= 4.1 associated with a giant Ly alpha nebula (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito, Tomoki; Matsuda, Yuichi; Lacey, Cedric G.; Smail, Ian; Orsi, Alvaro; Baugh, Carlton M.; Inoue, Akio K.; Tanaka, Ichi; Yamada, Toru; Ohta, Kouji; De Breuck, Carlos; Kodama, Tadayuki; Taniguchi, Yoshiaki
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 447 ページ: 3069-3086
  • DOI: 10.1093/mnras/stu2538
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An early phase of environmental effects on galaxy properties unveiled by near-infrared spectroscopy of protocluster galaxies at z > 2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimakawa, Rhythm; Kodama, Tadayuki; Tadaki, Ken-ichi; Hayashi, Masao; Koyama, Yusei; Tanaka, Ichi
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 448 ページ: 666-680
  • DOI: 10.1093/mnras/stv051
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dusty starbursts and the formation of elliptical galaxies: A SCUBA-2 survey of a z=1.46 cluster (2015)
  • 著者名/発表者名: Ma, C.-J.; Smail, I.; Swinbank, A. M.; Simpson, J. M.; Thomson, A. P.; Chen, C.-C.; Danielson, A. L. R.; Hilton, M.; Tadaki, K.; Stott, J. P.; Kodama, T.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Correlation between star formation activity and electron density of ionized gas at z=2.5 (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimakawa, Rhythm; Kodama, Tadayuki; Steidel, Charles C.; Tadaki, Ken-ichi; Tanaka, Ichi; Strom, Allison L.; Hayashi, Masao; Koyama, Yusei; Suzuki, Tomoko, L.; L.; Yamamoto, Moegi
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Galaxy formation at z > 3 revealed by narrow-band selected [Oiii] Emission Line Galaxies (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Tomoko; Kodama, Tadayuki; Tadaki, Ken-ichi; Hayashi, Masao; Koyama, Yusei; Tanaka, Ichi; Minowa, Yosuke; Shimakawa, Rhythm; Yamamoto, Moegi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mapping the large-scale structure around a z = 1.46 galaxy cluster in 3D using two adjacent narrow-band filters (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Masao; Kodama, Tadayuki; Koyama, Yusei; Tadaki, Ken-ichi; Tanaka, Ichi; Shimakawa, Rhythm; Matsuda, Yuichi; Sobral, David; Best, Philip N.; Smail, Ian
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 439 ページ: 2571-2583
  • DOI: 10.1093/mnras/stu115
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evidence for a Gas-rich Major Merger in a Proto-cluster at z = 2.5 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadaki, Ken-ichi; Kodama, Tadayuki; Tamura, Yoichi; Hayashi, Masao; Koyama, Yusei; Shimakawa, Rhythm; Tanaka, Ichi; Kohno, Kotaro; Hatsukade, Bunyo; Suzuki, Kenta
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters, 巻: 788 ページ: id. L23
  • DOI: 10.1088/2041-8205/788/2/L23
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of the progenitors of rich clusters and member galaxies in rapid formation at z > 2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimakawa, Rhythm; Kodama, Tadayuki; Tadaki, Ken-ichi; Tanaka, Ichi; Hayashi, Masao; Koyama, Yusei
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 巻: 441 ページ: L1-L5
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slu029
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Environmental Impacts on the Star Formation Main Sequence: An Halpha Study of the Newly Discovered Rich Cluster at z = 1.52 (2014)
  • 著者名/発表者名: Koyama, Yusei; Kodama, Tadayuki; Tadaki, Ken-ichi; Hayashi, Masao; Tanaka, Ichi; Shimakawa, Rhythm
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 789 ページ: id. 18
  • DOI: 10.1088/0004-637X/789/1/18
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An excess of dusty starbursts related to the Spiderweb galaxy (2014)
  • 著者名/発表者名: Dannerbauer, H.; Kurk, J. D.; De Breuck, C.; Wylezalek, D.; Santos, J. S.; Koyama, Y.; Seymour, N.; Tanaka, M.; Hatch, N.; Altieri, B.; Coia, D.; Galametz, A.; Kodama, T.; Miley, G.; Rottgering, H.; Sanchez-Portal, M.; Valtchanov, I.; Venemans, B.; Ziegler, B.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 570 ページ: id. A55
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201423771
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mapping and resolving galaxy formation at its peak epoch with Mahalo-Subaru and Gracias-ALMA (2014)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Tadayuki; Hayashi, Masao; Koyama, Yusei; Tadaki, Ken-Ichi; Tanaka, Ichi; Shimakawa, Rhythm; Suzuki, Tomoko; Yamamoto, Moegi
  • 雑誌名: Galaxies in 3D across the Universe, Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium 巻: 309 ページ: 255-258
  • DOI: 10.1017/S1743921314009818
• [学会発表] Proto-clusters at high-z: structures and stellar populations (2015)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Tadayuki
  • 学会等名: Back at the Edge of the Universe
  • 発表場所: Sintra, Portugal
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] Super multi-color wide-field NIR imaging surveys:SWIMS-18 and WISH-7 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Tadayuki
  • 学会等名: WFIRS2014
  • 発表場所: Pasadena, USA
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-20
• [学会発表] Mapping and resolving galaxy formation at its peak epoch with Mahalo-Subaru and Gracias-ALMA (2014)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Tadayuki
  • 学会等名: Galaxies in 3D across the Universe
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-10
• [学会発表] The ancestors of cluster early-type galaxies seen in proto-clusters around HzRGs (2014)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Tadayuki
  • 学会等名: Powerful AGN
  • 発表場所: Port Douglas, Australia
  • 年月日: 2014-06-20 – 2014-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] Mapping and Resolving Galaxy Formation at the Cosmic Noon - from Mahalo-Subaru to SWIMS-18 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Tadayuki
  • 学会等名: Multiwavelength-surveys: Galaxy Formation and Evolution from the Early Universe to Today
  • 発表場所: Dubrovnik, Croatia
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-16