可視・近赤外線観測で探る近傍極金属欠乏銀河の起源と初期銀河

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2022年7月からデータの公開が始まったジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)によって、銀河形成の理解に欠かせない初期宇宙の銀河を直接観測することが可能となった。そこで本研究では、JWSTの近赤外分光器(NIRSpec)のデータを用いて遠方銀河の性質を調べた(成果2)。また、NIRSpecの面分光装置のデータ公開が今年度から本格化するのに備えて、近傍宇宙において初期宇宙の形成初期銀河と似た性質をもつ極金属欠乏銀河の動力学的特徴を報告した(成果1)。今年度の成果は以下の通りである。成果1: 我々の主導するすばる望遠鏡の面分光装置による観測で得られた非常に波長分解能が高いデータを用いて、極金属欠乏銀河にみられる速度構造を詳細に測定した。その結果、通常の星形成銀河に見られるような系統的な回転運動が極金属欠乏銀河にはほとんど見られず、むしろ分散運動が支配的であることを報告した。また、その原因として、初期銀河は外部との物質のやりとりが盛んであることから、円盤構造が発達しきっていない可能性を議論した。宇宙論的流体計算で予測される遠方初期銀河も分散運動が支配的であることから、実際の遠方初期銀河も同様に分散運動優位である可能性が高いと予測できる点で重要な結果である。これらの結果を主著者として論文にまとめ査読誌に提出し、掲載が受理されている。成果2: 昨年運用を開始したばかりのJWSTの公開分光データを用いて、赤方偏移4-9の遠方星形成銀河における星間物質の密度を世界に先駆けて報告した。また、星間物質の密度が赤方偏移に対し増加傾向があることを示し、遠方に行くにつれて銀河がコンパクトになる効果などで説明できる可能性を議論した。これらの結果を主著者として論文にまとめ、査読誌に提出した。成果1、2の内容を国内外の研究会等で報告し、他の研究者と活発な議論を行なった。