高密度領域トレーサーを用いた遠方宇宙のブラックホールと銀河の共進化の解明

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平成29年度は、サブミリは銀河(SMG)が付随している赤方偏移z=2.5（宇宙年齢26年）の原始銀河団をCO(4-3)の輝線を新しく捉えたALMAのデータを用いて、原始銀河団に付随するSMGの力学を調べることに取り組むことができた。昨年度CO(3-2)の観測から見つかっていた銀河に加え、5つの新しいCO(4-3)の検出が確認できた。信号の強さと雑音の比(S/N)が10に近い、CO(4-3)の検出が顕著だった二つのSMGに対して、データのモデルフィッティングを行うことによって詳細な銀河の力学を調べることができた。その結果、もっともらしいモデルはSMGが遠方宇宙で見つかっている円盤銀河として説明できることを明らかにした。また、銀河団に付随するそのほかのSMGのうち３つの天体が銀河間相互作用する可能性が高いことを示唆する結果を得た。これらの研究結果は、SMGのような爆発的星形成銀河の形成・進化メカニズムとして、銀河合体に起因するものだけではなく、他の可能性として円盤を作りその中での星形成活動と力学に起因する可能性も示唆する。この結果は原始銀河団領域においては初めて明らかにしたものである。29年度前半は前年度の観測結果をまとめて、査読付き学術論文として出版した。29年度後半からは、２年半の期間の間に行ったALMAの観測結果を博士論文として結果をまとめ、博士号を取得することができた。なお、博士論文としてまとめることはできなかったものの、z=4.7にあるSMGと光赤外線領域で明るいQSOのペアーシステムにおけるALMAのデータ解析を取り組んだ。[OI]145um、[NII]122um, CO(12-11)といった輝線をこのシステムから初めて検出することができた。これらの結果は、輝線の詳細なモデリングの後、平成30年度内にその結果を出版する予定である。