両側波帯分離型サブミリ波受信機の開発と、棒渦巻銀河における星形成の多様性の解明

双边带分离亚毫米波接收机的研制及棒旋星系恒星形成多样性的阐明

• 批准号: 05J11835
• 负责人: 村岡 和幸
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J11835/
• 关键词: ASTE望遠鏡; サブミリ波; スターバースト; 分子ガス; 棒渦巻銀河; 輝線強度比; ミリ波; 超伝導受信機; スターバースト銀河

3年計画の最終年である平成19年度は、これまでに実施した野辺山45m鏡、野辺山ミリ波干渉計(NMA)、そしてアタカマサブミリ波望遠鏡(ASTE 10m鏡)の3つの電波望遠鏡を使って得られた輝線データに詳細な解析を加え、棒渦巻銀河M83中の巨大分子雲複合体(GMA)の分子ガス密度と星形成効率の関係を調べた。まず、M83の中心領域についてNMAから得られたHCN(1-0)輝線/CO(1-0)輝線強度比と星形成効率(SFE;単位ガス質量あたりの星形成率)の相関を調べた。このときの空間分解能は160pc(GMAの空間スケール程度)である。両者の相関は、R2〜0.4で明快であった。また、M83の円盤領域(棒状構造や渦巻き腕を含む)については、野辺山45mとASTE10m鏡から得られたCO(3-2)輝線/CO(1-0)輝線強度比とSFEを480pcの空間分解能で比較し、やはり両者の間に相関があることを見出した。HCN/CO比やCO(3-2)/CO(1-0)比は、分子ガス中に高密度ガス成分(n(H2)>104cm-3)が存在する割合、いわゆる「dense gas fraction」を反映している。そのため、分子ガスの単純な総量というよりは、星形成間近の高密度ガスがどれだけ多く存在するか(すなわち、dense coreの数の多寡)が星形成効率をコントロールしていると言うごとができる。1kpc以下の空間分解能でこうした性質を明らかにしたのは初めてのことである。また、我々は、分子雲の大局的な速度勾配を仮定した場合の近似、いわゆるLarge Velocity Gradient(LVG)近似を用いて各輝線強度比から平均分子ガス密度を推定した。M83中心領域については、NMAのHCN/CO比から160pcの空間分解能で、M83円盤領域については、45m+ASTEのCO(3-2)/CO(1-0)比から480pcの空間分解能で、それぞれ平均ガス密度を推定した。こうして得られた平均分子ガス密度をSFEと比較したところ、中心でも円盤領域でも、SFE=10-12.4n(H2)0.96という一つの関係式で密度レンジ103<n(H2)<104cm-3の範囲で記述できることがわかった。このことから、・輝線比から推定した平均分子ガス密度は、Wada&Norman(2007, ApJ, 660, 276)で指摘されたように、dense gas fractionとよく対応する。・dense gas fraction(平均分子ガス密度)がSFEをコントロールする物理は、M83の中心でも円盤領域でも、定量的に同じであるという二つのことを意味する。これによって、我々は数100pcスケールでの平均分子ガス密度の推定から星形成の規模(SFE)に制限をつけられるかもしれない、という新たな可能性を見出した。

In the final year of the 3-year plan, Heisei 19, the relationship between molecular density and star formation rate in the giant molecular cloud complex (GMA) in the Milky Way M83 was adjusted by using the Nobeyama 45-meter mirror, Nobeyama 45-meter (NMA), and the ASTE 10-meter telescope. The correlation between the HCN(1-0) luminance/CO(1 - 0) luminance intensity ratio and the star formation efficiency (SFE) in the central region of M83 is adjusted. The spatial decomposition energy of GMA is 160pc(GMA spatial decomposition degree).両者の相関は、R2〜0.4で明快であった。The spatial resolution energy ratio of CO(3-2)/CO(1-0) is compared between SFE (480pc) and CO(3-2)/CO(1-0). The HCN/CO ratio and CO(3-2)/CO(1-0) ratio reflect the presence of a dense gas fraction (n(H2)>104cm-3). The number of pure molecules and the density of stars are close to each other. The number of dense cores and the number of dense cores are close to each other. The star formation efficiency is high. 1kpc below the spatial decomposition of the nature of the light and the beginning of the light In this paper, we estimate the average molecular density by using the Large Velocity Gradient(LVG) approximation. M83 central domain, NMA HCN/CO ratio of 160pc spatial resolution energy, M83 disk domain, 45m+ASTE CO(3-2)/CO(1-0) ratio of 480pc spatial resolution energy, all estimated average density. The average molecular density of SFE=10-12.4n(H2)0.96 = 103<n(H2)<104cm-3 is described by the formula SFE=10-12.4n(H2)0.96 = 104cm-3. Wada&Norman(2007, ApJ, 660, 276) estimates the average molecular density of the gas fraction. dense gas fraction(average molecular density) is the same as SFE in physics, M83 in the center, and M83 in quantification. The estimated size of star formation (SFE) for the average molecular density of 100pc is limited to the possibility of new stars.

项目成果

ASTE CO (3-2) Observations of the Barred Spiral Galaxy M 83: I. Correlation between CO (3-2)/ CO (1-0) Ratios and Star Formation Efficiencies

• DOI: 10.1093/pasj/59.1.43
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: K. Muraoka;K. Kohno;T. Tosaki;N. Kuno;K. Nakanishi;K. Sorai;T. Okuda;S. Sakamoto;A. Endo;B. Hatsukade;K. Kamegai;Kunihiko Tanaka;J. Cortes;H. Ezawa;N. Yamaguchi;T. Sakai;R. Kawabe