巨大電波望遠鏡群を用いて探る宇宙再電離期にある銀河の星間媒質の研究

利用巨型射电望远镜群研究宇宙再电离时期星系星际介质

• 批准号: 19J01620
• 负责人: 橋本 拓也
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01620/
• 关键词: 天文学; 銀河進化

宇宙初期(すなわち遠方)にある銀河の性質を理解することは、銀河進化を明らかにする上で重要なばかりでなく、そ宇宙再電離現象を理解する上でも重要である。本年度は巨大電波干渉計 ALMA (アルマ望遠鏡) を用いて遠方星形成銀河およびクェーサー(中心に超巨大ブラックホールを宿す天体)の星間媒質の研究を行った (Hashimoto et al. 2019a, b)。特に観測ターゲットとした輝線は、二階電離した酸素の輝線と一階電離した炭素の輝線、そして星間塵 (ケイ酸塩などの個体微粒子)による熱的な再放射である。今年度は星形成銀河1天体、クェーサー2天体で両輝線と星間塵による連続光放射を全て検出した。酸素と炭素の輝線光度比は0.5-3 であった。光度比を解釈するため、同時代にあった天体の全輻射光度と光度比の相関を調べたところ、全輻射光度の小さい天体ほど酸素-炭素輝線光度比が大きくなることを示した。この傾向は、(i) 遠方宇宙に普遍的に存在する矮小銀河 (全輻射光度が小さい) では酸素の二階電離輝線が分光観測の強力なツールであることを意味し、(ii) その物理的な背景は赤方偏移 6 で既に質量-金属量関係や電離状態の違いが現れていたことを示唆している。このように、遠方銀河の星間媒質の統計的な研究を拓いた点で非常に意義の高い成果であった。また、上述の光度比が宇宙再電離現象を理解する上で重要なパラメータの一つである電離紫外光光子の脱出率に関わる可能性を指摘し、成層圏天文台 SOFIA へ関連した観測提案を提案し採択された。そして、さらなる遠方銀河の観測へ向けてチリにある巨大望遠鏡 VLT や ALMA へ複数の観測提案を提案し採択された。現在はデータ解析を進めている状況である。

The early universe is important for understanding the nature of the Milky Way and the evolution of the Milky Way. This year, the study of the interstellar medium in which distant stars form the Milky Way by using the giant radio interference meter ALMA (Telescope)(Hashimoto et al. 2019a, b) In particular, it is necessary to measure the emission of light, second-order ionization of light, first-order ionization of carbon light, and interplanetary dust (individual particles). This year, the stars form the Milky Way 1 celestial body, the celestial body 2 celestial bodies, the light ray, the interplanetary dust, the continuous light emission, and the complete light emission. The linear luminosity ratio of acid to carbon is 0.5-3. The luminosity ratio of the total radiance and luminosity ratio of the contemporary celestial bodies is adjusted. The luminosity ratio of the total radiance and luminosity ratio of the small celestial bodies is increased. These tendencies include: (i) the widespread existence of dwarf galaxies in the distant universe (total radiance is small), the strong spectroscopic detection of second-order ionization of isotopes,(ii) the physical background, the red shift, and the mass-metal relationship. The statistical study of the interstellar medium in the distant Milky Way is of great significance. The above luminosity ratio is important for understanding the phenomenon of cosmic reionization. It is important for understanding the possibility of ionizing ultraviolet photon extraction rate. It is also important for SOFIA to propose a related measurement proposal for stratigraphy. The Great Telescope VLT ALMA is a multi-dimensional telescope. Now the analysis is in progress.

项目成果

Balmer breaks in simulated galaxies at z>6

• DOI: 10.1093/mnras/stz2387
• 发表时间: 2019-08
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: C. Binggeli;E. Zackrisson;Xiangcheng Ma;A. Inoue;Anton Vikaeus;T. Hashimoto;K. Mawatari;I. Shimizu;D. Ceverino

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The absence of [C II] 158um emission in spectroscopically confirmed galaxies at z > 8

经光谱证实 z > 8 的星系中不存在 [C II] 158um 发射

• DOI: 10.1093/mnrasl/slz094
• 发表时间: 2019
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters
• 作者: Laporte N;Katz H;Ellis R S;Lagache G;Bauer F E;Boone F;Inoue A K;Hashimoto T;Matsuo H;Mawatari K;Tamura Y
• 通讯作者: Tamura Y

Far-infrared properties of local Lyman-conitnuum emitters with SPICA/SAFARI

SPICA/SAFARI 局部莱曼连续发射体的远红外特性

• 发表时间: 2019
• 作者: Binggeli Christian;Zackrisson Erik;Ma Xiangcheng;Inoue Akio K;Vikaeus Anton;Hashimoto Takuya;Mawatari Ken;Shimizu Ikkoh;Ceverino Daniel;T. Hashimoto;T. Hashimoto;T. Hashimoto
• 通讯作者: T. Hashimoto

ウプサラ大学/チャルマース工科大学(スウェーデン)

乌普萨拉大学/查尔姆斯理工大学（瑞典）