Revealing evolutionary pathways from disk- to elliptical galaxies with ALMA

利用 ALMA 揭示从盘状星系到椭圆星系的演化路径

• 批准号: 17J04449
• 负责人: 但木 謙一
• 金额: $ 2.58万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J04449/
• 关键词: 銀河天文学; 銀河進化

本研究課題の究極的な目的は、遠方宇宙にある楕円銀河の祖先となるような銀河を観測し、どのようにして楕円銀河へと進化するのかを解き明かすことである。今年度も前年度に引き続きアルマ望遠鏡を用いて、赤方偏移4.3（およそ120億年前に相当）の時代にある爆発的な星形成活動を伴う銀河の観測を行い、その解析・論文発表を行なった。研究成果としては筆頭著者として２本の論文を出版することできた。１本目の論文では、赤方偏移4.3にあるサブミリ波銀河『COSMOS-AzTEC-1』に対して、アルマを用いて炭素・窒素・酸素の３つの輝線放射の観測を新たに行なった。空間分解能は0.3秒角であり、楕円銀河のバルジ領域のサイズに相当する。炭素の放射領域は窒素の放射領域よりも若干広がっていたが、その運動的特徴は一致しており、この銀河は回転運動が卓越した円盤をもっていることを改めて確認することができた。観測された窒素の放射強度と酸素の放射強度を比較することで、電離ガスの金属量を推定することができ、120億年前であるのにも関わらず、その金属量は近傍銀河と同程度であることが新たにわかった。２本目の論文では、同じく『COSMOS-AzTEC-1』に対する、アルマを用いた炭素の観測データを用いた詳細な運動学的性質の研究を行なった。炭素放射の大部分は回転運動が卓越した円盤で特徴づけられる一方で、観測データから回転円盤モデルを差し引いた残差マップで、２つのサブコンポーネントを検出した。そのうちの１つは円盤と一緒に共回転しており、円盤ガスの重力不安定によって形成されたクランプと解釈することができるが、もう１つは円盤と独立した運動を示しており、このガスは外的な起源を持つと結論づけた。小さなガスの塊もしくは銀河がCOSMOS-AzTEC-1に落ち込み、これが爆発的な星形成の引き金になったと考えられる。

该研究主题的最终目标是观察遥远宇宙中椭圆星系的祖先的星系，并了解它们如何发展为椭圆星系。今年，与去年一样，我们使用ALMA望远镜观察了在4.3 Redshift时代（相当于大约120亿年前）的时代伴有爆炸性恒星形成活动的星系，并分析并发表了论文。作为研究结果，我能够发表两篇论文作为主要作者。在第一篇论文中，使用ALMA在RedShift 4.3上新观察到碳，氮和氧的三个发射辐射。空间分辨率为0.3弧秒，对应于椭圆星系的凸起区域的大小。碳辐射区域比氮辐射区域略宽，但其动力学特征是一致的，并且再次证实该星系具有具有出色的旋转运动的光盘。通过比较观察到的氮和氧气的辐射强度，可以估计电离气体中的金属量，尽管是120亿年前，但已有新发现的金属量与附近星系相似。在第二篇论文中，我们还使用观察到的碳数据使用ALMA进行了“ Cosmos-Aztec-1”运动学特性的详细研究。虽然大多数碳辐射的特征是具有出色的旋转运动的光盘，但在剩余图中检测到了两个子组件，从观察到的数据中减去旋转盘模型。其中一个与光盘共旋转，可以解释为圆盘气的重力不稳定性形成的夹具，而另一个则独立于光盘表现出运动，该运动的结论是该气体具有外部起源。一个小的气体或星系落入宇宙-Aztec-1中，据信这引发了爆炸性的恒星形成。

项目成果

Environmental impacts on molecular gas in protocluster galaxies at z~2

z~2 处原星系团中分子气体的环境影响

• DOI: 10.1093/pasj/psz005
• 发表时间: 2019
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Tadaki Ken-ichi;Kodama Tadayuki;Hayashi Masao;Shimakawa Rhythm;Koyama Yusei;Lee Minju;Tanaka Ichi;Hatsukade Bunyo;Iono Daisuke;Kohno Kotaro;Matsuda Yuichi;Suzuki Tomoko L;Tamura Yoichi;Toshikawa Jun;Umehata Hideki
• 通讯作者: Umehata Hideki

Evolutionary Phases of Gas-rich Galaxies in a Galaxy Cluster at z = 1.46

• DOI: 10.3847/2041-8213/aa71ad
• 发表时间: 2017-05
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: M. Hayashi;T. Kodama;K. Kohno;Y. Yamaguchi;K. Tadaki;B. Hatsukade;Y. Koyama;R. Shimakawa;Y. Tamura;Tomoko L. Suzuki

PHIBSS: Unified Scaling Relations of Gas Depletion Time and Molecular Gas Fractions

• DOI: 10.3847/1538-4357/aaa4b4
• 发表时间: 2017-02
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: L. Tacconi;R. Genzel;A. Saintonge;F. Combes;S. Garcia-Burillo;R. Neri;A. Bolatto;T. Contini

A sub-kiloparsec-view of the most massive star-forming galaxies at z>4

z>4 处最大质量恒星形成星系的亚千秒差距视图

• 发表时间: 2019
• 作者: Hayashi;M.;Kodama;T.;Kohno;K.;and 7 co-authors;Ken-ichi Tadaki
• 通讯作者: Ken-ichi Tadaki

Molecular Gas Reservoirs in Cluster Galaxies at z = 1.46

z = 1.46 时星系团中的分子气体储层

• DOI: 10.3847/1538-4357/aab3e7
• 发表时间: 2018
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Hayashi Masao; Tadaki Ken-ichi; Kodama Tadayuki; Kohno Kotaro; Yamaguchi Yuki; Hatsukade Bunyo; Koyama Yusei; Shimakawa Rhythm; Tamura Yoichi; Suzuki Tomoko L.
• 通讯作者: Suzuki Tomoko L.