Study on evolutionary processes of the Galactic disk based on multi-dimensional data of Cepheid variable stars

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01248
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Matsunaga Noriyuki 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80580208)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻本 拓司 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 助教 (10270456) ; 小林 尚人 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50280566) ; 河北 秀世 京都産業大学, 理学部, 教授 (70356129) ; 馬場 淳一 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 特任助教 (90569914)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 脈動変光星 / 天の川銀河 / 恒星化学組成 / 高分散分光観測 / 渦巻き腕

Outline of Final Research Achievements

We used the multi-dimensional data of Cepheid variable stars in order to study the evolution of the Galactic disk. While the distances and thus the positions of Cepheids can be well determined by the period-luminosity relation, the new data releases of the Gaia satellite allowed us to determine the three dimensional velocities and trace the dynamical properties of the Galactic disk. On the other hand, we established the method and basic database necessary for measuring the chemical abundances of Cepheids based on near-infrared spectra, which are less affected by interstellar extinction strong in the Galactic disk. Moreover, we made the first observations with the world-leading WINERED near-infrared spectrograph attached to Magellan telescope at the Las Campanas Observatory. Its high sensitivity combined with our method of chemical analysis for Cepheids would enable to extend the sample of Cepheids with multi-dimensional data for covering the entire range of the Galactic disk.

Free Research Field

光学赤外線天文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

銀河系(天の川銀河)は我々の太陽系が所属する身近な銀河である。本研究では、高精度の距離測定が可能なセファイド変光星をターゲットとし、星間物質の吸収の影響が小さい近赤外線での分光観測というツールを用いることで、銀河系中の広い範囲における星の位置・運動・化学組成を観測的に調べる手法を確立した。セファイドは年齢が1億年程度と若く、銀河系進化の歴史の中ではごく最近生まれた星である。本研究の成果を今後応用することにより、銀河系がどのような進化を経て現在のような姿になったのかを探ることができる。