Understanding starburst phenomena by ALMA wide-frequency band molecular line survey

通过 ALMA 宽频带分子谱线巡天了解星暴现象

• 批准号: 21K03634
• 负责人: 原田 ななせ
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03634/
• 关键词: スターバースト銀河; 電波天文学; ALMA; 星間化学; 近傍銀河; 星形成; 理論天文学

本研究は近傍の星形成が活発な銀河の分子組成を調べ、そこから星の材料である分子ガスの物理条件を明らかにすることを目的としている。アルマ大型プログラムの一つALCHEMIというプログラムのデータを用い、多数の分子輝線の統計的研究を主成分分析(PCA)を用い行う計画である。そこからどの分子輝線でどういった物理条件をトレースすることができるのかを調べることにより、良い分子輝線のトレーサーを探し出し、それを他の銀河の観測などに応用することが期待できる。この統計的研究を進める中で衝撃波が予測される領域でHOCO+(プロトン化された二酸化炭素)という分子の量が予期せず増えていることを発見した。研究計画のうちの２年目にあたる2022年度はこの分子について主著論文を発表した。この分子が衝撃波の起こるところで増えることは今まで知られていなかったが、他の衝撃波トレーサーと非常に良い空間的分布の相関があることがわかった。また、こうしたプロトン化された二酸化炭素が増えることは衝撃波によって二酸化酸素の氷が昇華し、さらにそれにプロトンがついたことで説明ができる。文献から二酸化炭素の氷の量も調べることができるため、かなりの量の氷が衝撃波によって昇華されていることがわかった。また、本来の目的であった、多数の輝線強度図から主成分分析という統計的研究をする計画では多数の分子の分布の中にどういった物理的条件を持つ領域（成分）がどれだけあるかを調べることができ、衝撃波の由来や星形成の年齢に関連する興味深い結果が得られてきている。

は near this study alongside の が live star formation 発 な galaxy の molecules を べ, そ こ か ら star の material で あ る molecular ガ ス の physical conditions を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. ア ル マ large プ ロ グ ラ ム の a つ ALCHEMI と い う プ ロ グ ラ ム の デ ー タ を い, most の molecular fai line の statistical を principal component analysis (PCA) を line with い う project で あ る. そ こ か ら ど の molecular fai line で ど う い っ た physical conditions を ト レ ー ス す る こ と が で き る の か を adjustable べ る こ と に よ り, good い molecular fai line の ト レ ー サ ー を agent し し, そ れ を he の galaxy の 観 measuring な ど に 応 with す る こ と が expect で き る. を こ の statistical research into め る が で blunt shock wave in be さ れ る field で HOCO + (プ ロ ト ン change さ れ た acidification carbon) と い う molecular が の quantity to issue せ ず raised え て い る こ と を 発 see し た. Research project うち うち 2-year project にあたる2022 annual <s:1> た <s:1> molecular に て て て て main paper を release た た た た た た た た た た こ の molecular が blunt shock wave の up こ る と こ ろ で raised え る こ と は today ま で know ら れ て い な か っ た が, he の shock wave ト レ ー サ ー と very good に い space distribution の phase masato が あ る こ と が わ か っ た. ま た, こ う し た プ ロ ト ン change さ れ た acidification carbon が raised two え る こ と は blunt shock wave に よ っ て acidification acid element の 氷 が sublimation し, さ ら に そ れ に プ ロ ト ン が つ い た こ と で illustrate が で き る. Amount of literature か ら two acidification carbon の 氷 の も adjustable べ る こ と が で き る た め, か な り の quantity の 氷 が blunt shock wave に よ っ て sublimation さ れ て い る こ と が わ か っ た. ま た, the purpose of the original の で あ っ た, most の fai line strength 図 か ら pca と い う statistical research を す る project で は most の molecular の distributed の に ど う い っ た physical condition of を hold つ areas (components) が ど れ だ け あ る か を adjustable べ る こ と が で き star の origin や, strong shock wave formation in の 齢 に masato even す る tumblers deep い results ら が れ て Youdaoplaceholder0 て て る.

项目成果

The distribution and origin of C2H in NGC 253 from ALCHEMI

ALCHEMI NGC 253 中 C2H 的分布和来源

• DOI: 10.1051/0004-6361/202141233
• 发表时间: 2021
• 期刊: Astronomy and Astrophysics
• 影响因子: 6.5
• 作者: Holdship J.;Viti S.;Martin S.;Harada N.;Mangum J.;Sakamoto K.;Muller S.;Tanaka K.;Yoshimura Y.;Nakanishi K.;Herrero-Illana R.;Muehle S.;Aladro R.;Colzi L.;Emig K. L.;Garcia-Burillo S.;Henkel C.;Humire P.;Meier D. S.;Rivilla V. M.;van der Werf P.
• 通讯作者: van der Werf P.

A statistical study of molecular emission in the starburst galaxy NGC 253 using PCA

使用 PCA 对星暴星系 NGC 253 中分子发射的统计研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 原田ななせ;David Meier;Sergio Martin;Sebastian Muller;Toshiki Saito;ALCHEMI collaboration
• 通讯作者: ALCHEMI collaboration

Towards the prediction of molecular parameters from astronomical emission lines using Neural Networks

使用神经网络预测天文发射线的分子参数

• DOI: 10.1007/s10686-021-09786-w
• 发表时间: 2021
• 期刊: Experimental Astronomy
• 影响因子: 3
• 作者: Barrientos Alejandro;Holdship Jonathan;Solar Mauricio;Martin Sergio;Rivilla Victor M.;Viti Serena;Mangum Jeff;Harada Nanase;Sakamoto Kazushi;Muller Sebastien;Tanaka Kunihiko;Yoshimura Yuki;Nakanishi Kouichiro;Herrero-Illana Ruben;Muehle Stefanie;Aladro Re
• 通讯作者: Aladro Re

Deeply Buried Nuclei in the Infrared-luminous Galaxies NGC 4418 and Arp 220. II. Line Forests at λ = 1.4-0.4 mm and Circumnuclear Gas Observed with ALMA

红外发光星系 NGC 4418 和 Arp 220 中深埋的原子核。 II. ALMA 观测到的 λ = 1.4-0.4 mm 的线森林和环核气体

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac29bf
• 发表时间: 2021
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Sakamoto Kazushi;Martin Sergio;Wilner David J.;Aalto Susanne;Evans Aaron S.;Harada Nanase
• 通讯作者: Harada Nanase

Joint ALMA Observatory(チリ)

ALMA联合天文台（智利）