超広帯域ミリ波分光システムによる銀河面分子雲のガス診断

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26247026
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 大西 利和 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30314058)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 電波天文学 / 銀河進化

研究実績の概要

本研究では、多くの微量分子からのミリ波スペクトルの広域観測を推進し、微量分子放射の強度分布と、分子ガスの密度・温度・星形成活動との関連を統計的に調べ、巨大分子雲の物理状態・環境・進化状態を明らかにする。
平成26年5月には、広い帯域かつ高い周波数分解能を持つ分光計システムの性能を活かして、230GHz帯で一酸化炭素分子以外の微量分子からの電波受信を試みた。周波数設定を適切に行うことにより、微量分子からの電波を試みた。Orion KL方向の観測により、CO, CH3OH, H2CS, SO2, CS,HDO,HNCO等の同時受信に成功した。また、230GHz帯の導波管型帯域分離フィルターを用いた試験観測も実施し、逆サイドバンドからの電波の漏れ込みが100分の1以下におさえられていることを確認した。
平成26年11月はじめから今シーズンの立ち上げ作業を開始し、システムチェック、望遠鏡の指向精度調整等を経て、12月下旬から観測を開始した。本来は縦横の2偏波を同時に受信することにより観測効率を高めるシステムであるが、片偏波の受信機SISミクサが故障し、予備のSISミクサの準備が間に合わなかったため、本年度は1偏波のみでの観測となった。また、今シーズンは例年と比較して天気がかなり悪く、分子雲観測のスピードは少し遅くなったが、銀河面ほぼすべてが観測されつつある。この原稿を執筆している時点（4月上旬）でおおよそ1500平方度の観測が終了した。

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

12CO(2-1), 13CO(2-1), C18O(2-1)での広域観測の遂行に関しては、片偏波のSISミクサが故障したこと、天気が例年よりかなり悪かったこと、から、例年よりも多少遅いが、現時点で1500平方度の観測が完了しており、おおむね予定通りである。
微量分子の検出に関しては、230GHz帯での複数の分子の検出に成功し、230GHz帯の導波管型帯域分離フィルターも設計通りに性能を発揮していることが明らかになった。

今後の研究の推進方策

12CO(2-1), 13CO(2-1), C18O(2-1)での広域観測のを予定通り進める。微量分子の広域探査システムについては、導波管型帯域分離フィルターの設計・製作も問題ないことが明らかになったため、継続して開発を進める。当初の計画では100GHz帯の広帯域観測システムにより微量分子の広域探査システムを開発する予定であるが、本年度の観測により、想像以上に230GHz帯の微量分子からの放射強度が強く、巨大分子雲の環境・進化状態を探る上で、100GHz帯、230GHz帯のどちらの観測がサイエンス的に有効なのか、に関して検討を進めたいと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] An origin of arc structures deeply embedded in dense molecular cloud cores (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T., Onishi, T., Tokuda, K., and Inutsuka, S.-i.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 巻: 449 ページ: L123-L127
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slv031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloud-cloud collision as a trigger of the high-mass star formation; a molecular line study in RCW120 (2015)
  • 著者名/発表者名: Torii, K., Hasegawa, K., Hattori, Y., Sano, H., Ohama, A., Yamamoto, H., Tachihara, K., Soga, S., Shimizu, S., Okuda, T., Mizuno, N., Onishi, T., Mizuno, A., and Fukui, Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Detailed Study of Non-thermal X-Ray Properties and Interstellar Gas toward the γ-Ray Supernova Remnant RX J1713.7-3946 (2015)
  • 著者名/発表者名: Sano, H., Fukuda, T., Yoshiike, S., Sato, J., Horachi, H., Kuwahara, T., Torii, K., Hayakawa, T., Tanaka, T., Matsumoto, H., Inoue, T., Yamazaki, R., Inutsuka, S., Kawamura, A., Yamamoto, H., Okuda, T., Tachihara, K., Mizuno, N., Onishi, T., Mizuno, A., Acero, F., and Fukui, Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 799 ページ: 175
  • DOI: 10.1088/0004-637X/799/2/175
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of dense structures induced by filament collisions. Correlation of density, kinematics, and magnetic field in the Pipe nebula (2015)
  • 著者名/発表者名: Frau, P., Girart, J. M., Alves, F. O., Franco, G. A. P., Onishi, T., and Roman-Zuniga, C. G.
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 574 ページ: LL6
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201425234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revealing the Physical Properties of Molecular Gas in Orion with a Large-scale Survey in J = 2-1 Lines of 12CO, 13CO, and C18O (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, A., Tokuda, K., Kimura, K., Muraoka, K., Maezawa, H., Ogawa, H., Dobashi, K., Shimoikura, T., Mizuno, A., Fukui, Y., and Onishi, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 216 ページ: 18
  • DOI: 10.1088/0004-637X/798/1/6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dust and Gas in the Magellanic Clouds from the HERITAGE Herschel Key Project. II. Gas-to-dust Ratio Variations across Interstellar Medium Phases (2014)
  • 著者名/発表者名: Roman-Duval,J., Gordon, K.D., Meixner, M., Bot, C., Bolatto, A., Hughes, A., Wong, T., Babler, B., Bernard, J.-P., Clayton, G.C., Fukui, Y., Galametz, M., Galliano, F., Glover, S., Hony, S., Israel, F., Jameson, K., Lebouteiller, V., Lee, M.-Y., Li, A., Madden,S., Misselt,K., Montiel,E., Okumura,K., Onishi, T. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 797 ページ: 86
  • DOI: 10.1088/0004-637X/797/2/86
• [雑誌論文] Dust and Gas in the Magellanic Clouds from the HERITAGE Herschel Key Project. I. Dust Properties and Insights into the Origin of the Submillimeter Excess Emission (2014)
  • 著者名/発表者名: Gordon,K.D.,Roman-Duval,J.,Bot,C.,Meixner,M.,Babler,B.,Bernard,J.-P.,Bolatto,A.,Boyer,M.L.,Clayton,G.C.,Engelbracht,C.,Fukui,Y.,Galametz,M.,Galliano,F.,Hony,S.,Hughes,A.,Indebetouw,R.,Israel,F.P.,Jameson,K.,Kawamura,A.,Lebouteiller,V.,Li,A.,Madden,S.C.,Matsuura,M.,Misselt,K.,Montiel,E.,Okumura,K.,Onishi,T.et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 797 ページ: 85
  • DOI: 10.1088/0004-637X/797/2/85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dense Molecular Clumps Associated with the Large Magellanic Cloud Supergiant Shells LMC 4 and LMC 5 (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujii, K., Minamidani, T., Mizuno, N., Onishi, T., Kawamura, A., Muller, E., Dawson, J., Tatematsu, K., Hasegawa, T., Tosaki, T., Miura, R. E., Muraoka, K., Sakai, T., Tsukagoshi, T., Tanaka, K., Ezawa, H., and Fukui, Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 796 ページ: 123
  • DOI: 10.1088/0004-637X/796/2/123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cluster Formation Triggered by Filament Collisions in Serpens South (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, F., Sugitani, K., Tanaka, T., Nishitani, H., Dobashi, K., Shimoikura, T., Shimajiri, Y., Kawabe, R., Yonekura, Y., Mizuno, I., Kimura, K., Tokuda, K., Kozu, M., Okada, N., Hasegawa, Y., Ogawa, H., Kameno, S., Shinnaga, H., Momose, M., Nakajima, T., Onishi, et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 791 ページ: L23
  • DOI: 10.1088/2041-8205/791/2/L23
  • 査読あり
• [雑誌論文] ALMA Observations of a High-density Core in Taurus: Dynamical Gas Interaction at the Possible Site of a Multiple Star Formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, K., Onishi, T., Saigo, K., Kawamura, A., Fukui, Y., Matsumoto, T., Inutsuka, S.-i., Machida, M. N., Tomida, K., and Tachihara, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 798 ページ: L4
  • DOI: 10.1088/2041-8205/789/1/L4
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Star Formation in the Large Magellanic Cloud: Tracing an Evolution of Giant Molecular Clouds (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Onishi
  • 学会等名: Dissecting Galaxies Near & Far, ESO Workshop
  • 発表場所: ESO, Santiago, Chile
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 電波分野の現状と将来計画 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大西利和
  • 学会等名: 第14回(2014年度)高宇連研究会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] 1.85m telescope: Extensive Surveys in J=2-1 CO lines (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Onishi
  • 学会等名: 15th Workshop on Submillimeter-Wave Receiver Technologies in Eastern Asia
  • 発表場所: アクアヴィラ伊勢志摩 (三重県志摩市)
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
  • 招待講演
• [学会発表] ALMA Observations of a high-density Core in Taurus: Dynamical gas interaction at the possible site of a multiple star formation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Onishi
  • 学会等名: Revolution in Astronomy with ALMA - the 3rd year -
  • 発表場所: Tokyo International Forum, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-11
• [学会発表] Star Formation in the Large Magellanic Cloud: Tracing an Evolution of Giant Molecular Clouds (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Onishi
  • 学会等名: Star Formation Across Space and Time
  • 発表場所: ESA-ESTEC, Noordwijk, Netherlands
  • 年月日: 2014-11-11 – 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] 巨大分子雲から星形成へ：広域分子雲探査とALMAを繋ぐ (2014)
  • 著者名/発表者名: 大西利和
  • 学会等名: 惑星から大質量星の形成までを俯瞰する
  • 発表場所: 名古屋大学ES総合館
  • 年月日: 2014-10-01 – 2014-10-02
  • 招待講演
• [学会発表] 星間水素の高精度な定量による天文学の展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大西利和
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋期年会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
  • 招待講演