激動進化期における銀河の観測的研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24540230
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 太田 耕司 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50221825)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 銀河 / 電波天文学 / 光赤外線天文学

研究実績の概要

赤方偏移が約1.4（90億光年）に存在する星形成銀河のALMAによる分子ガス観測の結果がほぼまとまった。最終年度には、スタッキング解析以外に個別の銀河での弱い分子輝線検出アルゴリズムを考案し、個別にも約半数の銀河で輝線が検出されていることがわかった。銀河のガス量とその割合は近傍の星形成銀河でのそれらに比べて有意に大きく、またガスの割合は星質量あるいはガス金属量と共に減ること等がわかった。また、これらの結果を銀河化学進化モデルと比較し、ガス流入と星形成によるガス消費、ガス流出が釣合ういわゆる平衡モデルに近い状態であることが分かった。これらの結果は、国際研究会等で複数の発表を行い、現在論文執筆中である。また、この研究対象の銀河の一つについては、クランプ構造が発見されたのでその追及観測を電波（VLA)及び近赤外（GEMINI)で行なったが、データの質が悪く明確な結果は得られなかった。引き続き追求観測を行ないたい。また、serendipitous sourcesの性質を調べた結果は論文として投稿中である。
野辺山宇宙電波観測所45m鏡を用いて同じ時代の星形成銀河におけるガス・ダスト比の研究も進めてきたが、さらにサンプル数を増やすことができた。昨年度の結果と共に、これまでに得られてきた結果を確認することができ、ガス・ダスト比の宇宙論的進化は宇宙の早い時期に既にかなり進んでいたことが示唆されている。現在論文執筆中である。
銀河形態の研究については、結果を論文発表できた。
その他、すばる望遠鏡による観測から、赤方偏移1.4付近の星形成銀河における金属量と星質量等が平衡モデルの化学進化モデルと合致すること、またそのガス流入・流出の宇宙論的進化を描き出せたこと、ガンマ線バーストの母銀河での分子ガス輝線の初検出ができたこと等多くの実りある結果が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] The Gas Inflow and Outflow Rate in Star-forming Galaxies at z ~ 1.4 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yabe, Kiyoto; Ohta, Kouji; Akiyama, Masayuki; Iwamuro, Fumihide; Tamura, Naoyuki; Yuma, Suraphong; Dalton, Gavin; Lewis, Ian
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 798 ページ: 45(9pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/798/1/45
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] When did Round Disk Galaxies Form? (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T. M.; Ohta, K.; Yuma, S.; Yabe, K.
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 801 ページ: 2(7pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/801/1/2
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] FIELD: Automated emission line detection software for Subaru/FMOS near-infrared spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Tonegawa, Motonari; Totani, Tomonori; Iwamuro, Fumihide; Akiyama, Masayuki; Dalton, Gavin; Glazebrook, Karl; Ohta, Kouji; Okada, Hiroyuki; Yabe, Kiyoto
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Japan 巻: 67 ページ: in press
  • DOI: 10.1093/pasj/psu127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Star Formation Rate and Metallicity of the Host Galaxy of Dark GRB 080325 at z=1.78 (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, T.; Perely, A. D.; Ohta, K.; Aoki, K.; Tanaka, I.; Niino, Y.; Yabe, K.; Kawai, N.
  • 雑誌名: Astrophys. J 巻: in press ページ: in press
  • DOI: in press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two gamma-ray bursts from dusty regions with little molecular gas (2014)
  • 著者名/発表者名: Hatsukade, B.; Ohta, K.; Endo, A.; Nakanishi, K.; Tamura, Y.; Hashimoto, T.; Kohno, K.
  • 雑誌名: Ｎａｔｕｒｅ 巻: 510 ページ: 247-249
  • DOI: 10.1038/nature13325
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Constraint on the gas-to-dust ratio in massive star-forming galaxies at z~1.4 (2014)
  • 著者名/発表者名: Seko, Akifumi; Ohta, Kouji; Hatsukade, Bunyo; Yabe, Kiyoto; Takeuchi, Tomoe; Iono, Daisuke
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Japan 巻: 66 ページ: 81(7pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psu057
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ALMA Observation of 158 mum [C II] Line and Dust Continuum of a z = 7 Normally Star-forming Galaxy in the Epoch of Reionization (2014)
  • 著者名/発表者名: Ota, Kazuaki; Walter, Fabian; Ohta, Kouji; Hatsukade, Bunyo; Carilli, Chris L.; da Cunha, Elisabete; González-López, Jorge; Decarli, Roberto; Hodge, Jacqueline A.; Nagai, Hiroshi; and 9 coauthors
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 792 ページ: 34(13pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/792/1/34
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Probing intergalactic neutral hydrogen by the Lyman alpha red damping wing of gamma-ray burst 130606A afterglow spectrum at z = 5.913 (2014)
  • 著者名/発表者名: Totani, Tomonori; Aoki, Kentaro; Hattori, Takashi; Kosugi, George; Niino, Yuu; Hashimoto, Tetsuya; Kawai, Nobuyuki; Ohta, Kouji; Sakamoto, Takanori; Yamada, Toru
  • 雑誌名: Publ. Astrion. Soc. Japan 巻: 66 ページ: 37(13pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psu032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] z~1.4の星形成銀河における分子ガスの性質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 世古明史、太田耕司、廿日出文洋、矢部清人
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] Dynamical massから探る遠方銀河のガス質量 (2015)
  • 著者名/発表者名: 太田耕司、世古明史、矢部清人、廿日出文洋
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] Properties of molecular gas in star-forming galaxies at z~1.4 revealed with ALMA (2014)
  • 著者名/発表者名: Seko, Akifumi; Ohta, Kouji; Hatsukade, Bunyo; Yabe, Kiyoto
  • 学会等名: Revolution in Astronomy with ALMA - The Third Year
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2014-12-11
• [学会発表] Two gamma-ray bursts from dusy regions with little molecular gas (2014)
  • 著者名/発表者名: 廿日出文洋、太田耕司、遠藤光、中西康一郎、田村陽一、橋本哲也、河野孝太郎
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] z~1.4の星形成銀河におけるガス・ダスト比 (2014)
  • 著者名/発表者名: 世古明史、太田耕司、廿日出文洋、矢部清人、伊王野大介
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] The mass-metallicity relation and the fundamental metallicity relation of star-forming galaxies at z~1.4 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢部清人、戸谷友則、舎川元成、岡田裕行、太田耕司、岩室史英、秋山正幸、田村直之、他
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] Internal structure of galaxies in the violent epoch of galaxy evolution with IFU (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｏｈｔａ， Ｋ．
  • 学会等名: ULTIMATE-SUBARU (GLAO and Wide-field Near-IR instrument for Subaru)
  • 発表場所: 国立天文台（三鷹）
  • 年月日: 2014-07-28
  • 招待講演
• [備考] 塵の向こうの巨大爆発：アルマ望遠鏡で探るガンマ線バーストの発生環境
  • URL: http://www.nao.ac.jp/news/science/2014/20140612-alma.html
• [備考] 塵の向こうの巨大爆発 －アルマ望遠鏡で探るガンマ線バーストの発生環境－
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/140612_1.html
• [備考] 丸い円盤銀河の出現時期は70億年前？
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/150309_1.html