ミクロな視点で解き明かす銀河団銀河の形成史

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26800107
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 小山 佑世 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40724662)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 光赤外線天文学 / 銀河進化 / 銀河形成 / 銀河団 / 原始銀河団

研究実績の概要

今年度は、すばる望遠鏡のHyper Suprime-Cam (HSC) の戦略枠プログラムで取得された広視野データを使って銀河環境効果の研究を一歩進めることができた。我々はブロードバンドとナローバンドのデータを組み合わせて解析し、「HSC-Deep」とよばれるサーベイ領域の一つであるDEEP2-3フィールドに、赤方偏移0.4の宇宙に巨大な銀河団二つを含む大規模構造を発見した。この大規模構造に沿って星形成銀河の諸性質を調べ、その環境依存性を調査した。その結果、高密度環境の星形成銀河ほど、色が赤く、星形成率が高いという結果を得た。さらに詳細に調べると、これらの結果は高密度環境の星形成銀河の星質量が大きいという傾向に起因しており、星質量を固定してみると、銀河の星形成率には環境依存性は見られなかった。高密度環境に多く見られる「赤い星形成銀河」は、これまで個別の銀河団の研究などで我々自身も注目してきた種族であるが、HSCの大規模サーベイデータを利用することで、初めて５平方度以上に広がる大規模構造に沿って、「赤い星形成銀河」の環境を同定できたことは大きな成果である。本研究成果について論文を執筆し、現在Publication of Astronomical Society of Japan (PASJ) 誌に投稿中である。本研究結果は、銀河環境効果の物理過程の解明を目指す本研究課題に密接に関係する成果である。その他の重要な成果として、Gemini望遠鏡のGMOSを用いた遠方銀河団の面分光観測の時間を新たに獲得し、2017年2月に取得できたこと、ALMA望遠鏡による赤方偏移２の原始銀河団銀河のサブミリ波での高解像度の観測提案が、サイクル３に引き続きサイクル４で採択されたことなどが挙げられる。これらのデータ解析・論文化が本研究課題の最終年度の目標になる。

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

すばる望遠鏡のHyper Suprime-Camの戦略枠プログラムで取得された新しい広視野データに着目し、遠方宇宙の星形成銀河の性質と銀河環境の関係についての新しい成果について論文を執筆・投稿できたことで確実な進展があったと言える。また本年度は国内外での招待講演6件など、さまざまな場面で本研究に関係する結果の発表、議論を行うことができたのも重要な成果といえる。しかし一方で、本研究目標を達成するうえで必須と考えている赤方偏移２の原始銀河団銀河についてのALMAのサブミリ波データは、サイクル3およびサイクル4で観測提案が採択されているものの、平成28年度終了時おいて未だ観測が開始されていない。また、Gemini望遠鏡のGMOSを用いた観測提案が2017B期に採択され、2017年2月に好条件下で新たな観測データが取得できたことは重要な進展であるが、すでに取得された欧州南天天文台の大望遠鏡(VLT)のKMOSの多天体面分光データについての解析がやや遅れていることから、最終年度に向けてデータ解析・論文化を加速する必要があると考えている。

今後の研究の推進方策

2017年2月に新しくGemini望遠鏡のGMOSで取得した赤方偏移0.4の銀河団銀河の面分光データの解析を進めるとともに、既存のGMOSデータと合わせて、銀河団銀河の内部における星形成活動の分布、ガス輝線診断、ダスト減光量分布などについての解析を完了する必要がある。また、本研究で２年目に取得した赤方偏移２の原始銀河団中の星形成銀河について取得したVLT/KMOSの多天体面分光データの解析を速やかに完了し、原始銀河団銀河の動力学状態、金属量勾配などについての結果を報告する論文の執筆も急ぐ必要がある。
さらに、本研究の2年目にMNRAS誌に出版したダスト減光についての多波長解析の成果をさらに発展させ、より一般化した形で銀河のガス輝線への減光量と星成分への減光量の違いについての経験則についての結果をまとめる予定である。

次年度使用額が生じた理由

出張旅費として使用する際に安価な航空券を購入できたことなどにより、少額ではあるが44,526円の残額が生じている。

次年度使用額の使用計画

次年度の予算と合わせて次年度の出張旅費の一部として使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Far-infrared properties of infrared bright dust-obscured galaxies selected with IRAS and AKARI far-infrared all-sky survey (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Toba; Tohru Nagao; Wei-Hao Wang; Hideo Matsuhara; Masayuki Akiyama; Tomotsugu Goto; Yusei Koyama; Youich Ohyama; Issei Yamamura
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Direct evidence for Ly-alpha depletion in the protocluster core (2017)
  • 著者名/発表者名: Rhythm Shimakawa; Tadayuki Kodama; Masao Hayashi; Ichi Tanaka; Yuichi Matsuda; Nobunari Kashikawa; Takatoshi Shibuya; Ken-ichi Tadaki; Yusei Koyama; Tomoko L. Suzuki; Moegi Yamamoto
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 468 ページ: 21-25
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slx019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Similarities and uniqueness of Ly-alpha emitters among star-forming galaxies at z=2.5 (2017)
  • 著者名/発表者名: Rhythm Shimakawa; Tadayuki Kodama; Takatoshi Shibuya; Nobunari Kashikawa; Ichi Tanaka; Yuichi Matsuda; Ken-ichi Tadaki; Yusei Koyama; Masao Hayashi; Tomoko L. Suzuki; Moegi Yamamoto
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 468 ページ: 1123-1141
  • DOI: 10.1093/mnras/stx091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environmental impacts on dust temperature of star-forming galaxies in the local Universe (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Matsuki; Yusei Koyama; Takao Nakagawa; Satoshi Takita
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 466 ページ: 2517-2528
  • DOI: 10.1093/mnras/stw2929
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bulge-forming galaxies with an extended rotating disk at z~2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tadaki, K.; Genzel, R.; Kodama, T.; Wuyts, S.; Wisnioski, E.; Forster Schreiber, N. M.; Burkert, A.; Lang, P.; Tacconi, L. J.; Lutz, D.; Belli, S.; Davies, R. I.; Hatsukade, B.; Hayashi, M.; Herrera-Camus, R.; Ikarashi, S.; Inoue, S.; Kohno, K.; Koyama, Y.; and 8 co-authors
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 834, Issue 2 ページ: id. 135, 10 pp.
  • DOI: 10.3847/1538-4357/834/2/135
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Enhanced Star Formation of Less Massive Galaxies in a Proto-Cluster at z=2.5 (2016)
  • 著者名/発表者名: Masao Hayashi; Tadayuki Kodama; Ichi Tanaka; Rhythm Shimakawa; Yusei Koyama; Ken-ichi Tadaki; Tomoko L. Suzuki; Moegi Yamamoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 826, Issue 2 ページ: id. L28, 5 pp.
  • DOI: 10.3847/2041-8205/826/2/L28
  • 査読あり
• [雑誌論文] [OIII] emission line as a tracer of star-forming galaxies at high redshifts: Comparison between H-alpha and [OIII] emitters at z=2.23 in HiZELS (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T. L.; Kodama, T.; Sobral, D.; Khostovan, A. A.; Hayashi, M.; Shimakawa, R.; Koyama, Y.; Tadaki, K.-i.; Tanaka, I.; Minowa, Y.; Yamamoto, M.; Smail, I.; Best, P. N.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 462 ページ: 181-189
  • DOI: 10.1093/mnras/stw1655
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The spatially resolved dynamics of dusty starburst galaxies in a z~0.4 cluster: beginning the transition from spirals to S0s (2016)
  • 著者名/発表者名: Johnson, H. L.; Harrison, C. M.; Swinbank, A. M.; Bower, R. G.; Smail, I.; Koyama, Y.; Geach, J. E.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 460 ページ: 1059-1076
  • DOI: 10.1093/mnras/stw1030
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] An overview of galaxy cluster/ environment science with Subaru (2017)
  • 著者名/発表者名: Yusei Koyama
  • 学会等名: Subaru international partnership science & instrumentation workshop
  • 発表場所: National Astronomical Observatory of Japan, Mitaka, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2017-03-22 – 2017-03-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Unveiling the environmental effects on internal star/gas/dust properties in galaxies across cosmic time (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusei Koyama
  • 学会等名: ALMA-WS "Extensive CO survey of nearby galaxies"
  • 発表場所: National Astronomical Observatory of Japan, Mitaka, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-12-07 – 2016-12-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] From panoramic to microscopic: probing the nature of cluster galaxy population across cosmic time with Subaru (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusei Koyama
  • 学会等名: Panoramas of the Evolving Cosmos [6th Subaru international conference]
  • 発表場所: International Conference Center Hiroshima, Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2016-11-28 – 2016-12-02
  • 国際学会
• [学会発表] Environmental Impacts on the Molecular Gas & Dust Content in Galaxies across Cosmic Time (2016)
  • 著者名/発表者名: 小山佑世
  • 学会等名: 近傍銀河の分子ガスの大規模撮像観測が拓く星間物質と星生成の研究に関する新展開
  • 発表場所: 国立天文台(東京都三鷹市)
  • 年月日: 2016-11-17 – 2016-11-18
  • 招待講演
• [学会発表] 『あかり』データを用いた銀河進化研究のこれから (2016)
  • 著者名/発表者名: 小山佑世
  • 学会等名: 星・銀河形成の研究に新しい視点を加える「あかり」サイエンスWS
  • 発表場所: 国立天文台(東京都三鷹市)
  • 年月日: 2016-11-07 – 2016-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Environmental Impacts on Various Galaxy Properties across Cosmic Time (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusei Koyama
  • 学会等名: In Situ View of Galaxt Formation
  • 発表場所: Ringberg Castle, Bavaria, Germany
  • 年月日: 2016-10-30 – 2016-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] From MAHALO-Subaru to the New World: Environmental impacts on various properties of galaxies across cosmic time (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusei Koyama
  • 学会等名: High redshift (proto-)clusters : anecdotal or important phase? Paris 2016 Workshop
  • 発表場所: Observatoire de Paris, Paris, France
  • 年月日: 2016-10-05 – 2016-10-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 銀河団銀河の面分光観測で解き明かす銀河進化と環境効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小山佑世
  • 学会等名: 面分光研究会2016 ~面分光で解き明かす銀河の形成と進化~
  • 発表場所: 国立天文台(東京都三鷹市)
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-07
• [備考] 研究代表者のウェブサイト
  • URL: http://www.naoj.org/staff/koyama/homepage/index.html