2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study of cosmic star formation history based on an unbiased survey of mm/submm-wave emission line galaxies
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17H06130
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
河野 孝太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80321587)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川邊 良平 国立天文台, 電波研究部, 教授 (10195141)
田村 陽一 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (10608764)
成瀬 雅人 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (10638175)
上田 佳宏 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10290876)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | ミリ波サブミリ波 / 宇宙星形成史 / 輝線銀河 / ダスト / 超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究2年次となる平成30年度は、オンチップ型超伝導分光器DESHIMA（技術実証モデル）をASTE望遠鏡に搭載して前年に行った概念実証観測の成功を受け、得られた観測データの詳細な解析を進めると共に、そこで明らかになってきた技術的課題に対する検討、また、新たに得られた超伝導回路に対する知見に基づき、設計の改良や読み出し回路の設計検討および導入、またメキシコにある大型（口径50m）のミリ波望遠鏡LMTへ搭載する多画素版DESHIMA（MOSAIC）の開発を進めた。
取得した観測データの詳細解析では、観測の感度や諸特性を決めている要因の詳しい検討を行った。実測されたpoint spread function（ビーム）の形状に見出された非対称性は、常温光学系に起因することが分かった。また、1/fノイズの振る舞いが実験室での測定と異なるなどの理解も進んだ。また、解析ソフトウエア De:code の開発・実装を進めるとともに、新しい概念の分光装置を活かすための観測手法およびデータ較正手法の最適化とその実装も進めた。
こうした検討を踏まえ、改良モデルDESHIMA 2.0 の仕様を策定し、その開発を進めた。DESHIMA2.0では、220 GHzから440 GHzという1オクターブを一挙に分光する。これにより、[CII] 158um輝線を使って赤方偏移 z = 3.3 - 7.6 の範囲にあるダストに覆われた爆発的星形成銀河の分光赤方偏移を1ショットで決定できる。これはLMTへ搭載する多画素版DESHIMAの開発の基盤にもなるものである。また、メキシコ現地を訪問し、搭載に向けた関係者との討議も引き続き行った。
ALMA等を使った観測研究では、GOODS-S領域での45時間を投入した大規模掃天観測に基づく複数の論文出版に加え、多くの成果を論文として発表することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
オンチップ超伝導分光システムDESHIMAの技術実証モデルをASTE望遠鏡に搭載して行った試験観測のデータ解析が着実に進展しており、その成果の出版準備が進んでいる。また、望遠鏡に搭載して天体信号を受信することで明らかになった問題点や新たな知見に基づき、超伝導回路の設計改良や読み出し回路システムの導入も引き続き進んでいる。ALMAを用いた大規模な遠方銀河探査についても、重力レンズ銀河団を探査するALMA大型プログラムが採択され、データが到着し始めており、超広帯域分光システムを用いた観測と相補的な成果が着実に得られている。また、最終的に装置を持ち込む予定のメキシコを訪問し、打ち合わせを進めている。こうしたことから、本課題は着実に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、ASTE望遠鏡で得た成果の論文発表を急ぐとともに、その知見を踏まえた設計の改良、また、多画素版DESHIMA（MOSAIC）の開発や、実験室での評価実験を進めていく。メキシコでの活動については、安全面を最重要なポイントとして無理はせず、慎重に進めていく予定である。
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[Journal Article] The Excitation State of Galactic Diffuse Molecular Gas, Investigated with ALMA Observations of Multi-transition Absorption Lines2019
Author(s)
Ando, Ryo; Kohno, Kotaro; Umehata, Hideki; Izumi, Takuma; Ishii, Shun; Nishimura, Yuri; Sorai, Kazuo; Tosaki, Tomoka; Taniguchi, Akio; Tamura, Yoichi
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 871
Pages: 256 (1-7)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The onset of star formation 250 million years after the Big Bang2018
Author(s)
Hashimoto, T., Laporte, N., Mawatari, K.,Ellis, R. S., Inoue, A. K., Zackrisson, E. Roberts-Borsani, G., Tamura, Y. (24人中9番目), 他16名
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Journal Title
Nature
Volume: 557
Pages: 392-395
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs). III. Star formation properties of the host galaxies at z > 6 studied with ALMA2018
Author(s)
Izumi, T., Onoue, M., Shirakata, H., Nagao, T., Kohno, K. (29人中5番目), Matsuoka, Y., Tamura, Y. (29人中18番目), 他20名
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Journal Title
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: 70
Pages: 37 (1-21)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] ALMA 26 Arcmin2 Survey of GOODS-S at One Millimeter (ASAGAO): Average Morphology of High-z Dusty Star-forming Galaxies in an Exponential Disk (n ~ 1)2018
Author(s)
Fujimoto, S., Ouchi, M., K Kohno, K. (46人中3番目), Yamaguchi, Y., Hatsukade, B., Ueda, Y., Shibuya, T., Tamura, Y. (46人中45番目), 他38名
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 861
Pages: 7 (1-12)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The gravitationally unstable gas disk of a starburst galaxy 12 billion years ago2018
Author(s)
Tadaki, K.; Iono, D.; Yun, M. S.; Aretxaga, I.; Hatsukade, B.; Hughes, D. H.; Ikarashi, S.; Izumi, T.; Kawabe, R.; Kohno, K.; Lee, M.; Matsuda, Y.; Nakanishi, K.; Saito, T.; Tamura, Y.; 他6名
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Journal Title
Nature
Volume: 560
Pages: 613-616
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] ALMA deep field in SSA22: Survey design and source catalog of a 20 arcmin2 survey at 1.1 mm2018
Author(s)
Umehata, Hideki; Hatsukade, Bunyo; Smail, Ian; Alexander, David M.; Ivison, Rob J.; Matsuda, Yuichi; Tamura, Yoichi; Kohno, Kotaro; Kato, Yuta; Hayatsu, Natsuki H.; Kubo, Mariko; Ikarashi, Soh
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Journal Title
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: 70
Pages: 65 (1-14)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A Cool Core Disturbed: Observational Evidence for the Coexistence of Subsonic Sloshing Gas and Stripped Shock-heated Gas around the Core of RX J1347.5-11452018
Author(s)
Ueda, Shutaro; Kitayama, Tetsu; Oguri, Masamune; Komatsu, Eiichiro; Akahori, Takuya; Iono, Daisuke; Izumi, Takumi; Kawabe, Ryohei; Kohno, Kotaro; Matsuo, Hiroshi; Ota, Naomi; Suto, Yasushi; Takakuwa, Shigehisa; Takizawa, Motokazu; Tsutsumi, Takahiro; Yoshikawa, Kohji
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 866
Pages: 48 (1-13)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The Dust-selected Molecular Clouds in the Northeast Region of the Small Magellanic Cloud2018
Author(s)
Takekoshi, T., Minamidani, T., Komugi S., Kohno, K., Tosaki, T., Sorai, K., et al.
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 867
Pages: 117 (1-13)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Revealing the Environmental Dependence of Molecular Gas Content in a Distant X-Ray Cluster at z = 2.512018
Author(s)
Wang, T., Elbaz, D., Daddi, E., Liu, D., Kodama, T., Tanaka, K., et al.
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Journal Title
The Astrophysical Journal Letters
Volume: 867
Pages: L29 (1-7)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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