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次世代近赤外線高分散分光器による高赤方偏移における銀河間物質の進化の研究

使用下一代近红外高色散光谱研究高红移下星系间介质的演化

基本信息

批准号：
07J02185
负责人：
近藤荘平
金额：
$ 1.15万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

宇宙論的な距離に存在するクェーサーを背景光として、そのスペクトルに現れる銀河間空間の水素や金属を吸収線(影)として検出することで、宇宙論的なスケールでの銀河間物質の金属量(水素に対するヘリウムよりも重たい元素)、化学組成(元素の間の相対量)の進化("化学進化")の研究が可能であり、低赤方偏移(z<2)では可視光高分散分光によって化学進化の描像が明らかにされつつある。その一方で、高赤方偏移(z>3)の化学進化の描像を解明するには、観測系で赤外線の波長域に赤方偏移した吸収線の観測が必要であり、8メートルクラスの大型望遠鏡によって初めて可能となった。すばる望遠鏡の近赤外撮像分光器(IRCS)を用いて高赤方偏移クェーサー「APM08279+5255」の赤外線高分散分光観測を行った。その結果z=3.5に一階電離マグネシウムと一階電離鉄の吸収線を検出した。さらに可視光高分散分光で検出されている中性水素や他の金属吸収線と合わせて、モデル化を行い、金属量と化学組成を導出した。生成起源が違うため宇宙論的な化学進化の重要な指標となるマグネシウムと鉄の組成比を高赤方偏移で初めて導出し、銀河系の化学進化と異なる描像が示され、近傍の矮小楕円体銀河の祖先である可能性が示唆された。さらに化学進化を解明する上で重要だが、亜鉛やマンガンなどの弱い吸収線を観測するために、現状の装置よりも高感度かつ高分散である赤外高分散分光器「WINERED」の開発的研究進めた。赤外線検出器「VIRGO」の実験用電子回路であるマルチプレクサを駆動させて、WINEREDの光学系を用い、可視光波長ではあるがスペクトルの取得に成功した。今後、本番用の赤外線検出器を導入し、実験室での調整後、広島大学のかなた望遠鏡や海外の4m望遠鏡を用いて多数の高赤方偏移クェーサーの観測を行い、高赤方偏移の化学進化の描像を明らかにする。

Cosmological distance exists in the background light, in the background light The study of evolution ("chemical evolution") of chemical composition (phase relationship between elements) is possible, and the low red shift (z<2) is the high dispersion of visible light spectroscopy. The imaging of chemical evolution in the infrared wavelength domain is necessary for the detection of red shift and absorption line in the infrared wavelength domain. The near-infrared image spectrometer (IRCS) of the telescope was used for infrared high-dispersion spectroscopic measurement with high infrared offset (APM08279+5255). The result is z=3.5. The absorption line of first-order ionized iron is detected. In addition, visible light high dispersion spectroscopy can be used to detect neutral water elements and other metal absorption lines, and to derive chemical composition of metal elements. An important indicator of the chemical evolution of cosmology, the chemical evolution of the Milky Way and the possibility of the ancestry of the nearby dwarf Milky Way are shown. The research progress of the development of the high sensitivity, high dispersion and infrared high dispersion spectrometer WINERED is discussed. The infrared detector "VIRGO" has been successfully used in the electronic circuit, the optical system of WINERED, and the visible light wavelength. In the future, the infrared detector used in this paper will be introduced, and after the adjustment of the laboratory, most of the high-altitude offset will be detected by the telescope of Hiroshima University and the overseas 4-meter telescope, and the chemical evolution of the high-altitude offset will be clearly described.