Understanding starburst phenomena by ALMA wide-frequency band molecular line survey

通过 ALMA 宽频带分子谱线巡天了解星暴现象

• 批准号: 21K03634
• 负责人: 原田 ななせ
• 金额: $ 1.66万
• 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 Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03634/
• 关键词: スターバースト銀河; 電波天文学; ALMA; 星間化学; 近傍銀河; 星形成; 理論天文学

本研究は近傍の星形成が活発な銀河の分子組成を調べ、そこから星の材料である分子ガスの物理条件を明らかにすることを目的としている。アルマ大型プログラムの一つALCHEMIというプログラムのデータを用い、多数の分子輝線の統計的研究を主成分分析(PCA)を用い行う計画である。そこからどの分子輝線でどういった物理条件をトレースすることができるのかを調べることにより、良い分子輝線のトレーサーを探し出し、それを他の銀河の観測などに応用することが期待できる。この統計的研究を進める中で衝撃波が予測される領域でHOCO+(プロトン化された二酸化炭素)という分子の量が予期せず増えていることを発見した。研究計画のうちの２年目にあたる2022年度はこの分子について主著論文を発表した。この分子が衝撃波の起こるところで増えることは今まで知られていなかったが、他の衝撃波トレーサーと非常に良い空間的分布の相関があることがわかった。また、こうしたプロトン化された二酸化炭素が増えることは衝撃波によって二酸化酸素の氷が昇華し、さらにそれにプロトンがついたことで説明ができる。文献から二酸化炭素の氷の量も調べることができるため、かなりの量の氷が衝撃波によって昇華されていることがわかった。また、本来の目的であった、多数の輝線強度図から主成分分析という統計的研究をする計画では多数の分子の分布の中にどういった物理的条件を持つ領域（成分）がどれだけあるかを調べることができ、衝撃波の由来や星形成の年齢に関連する興味深い結果が得られてきている。

这项研究的目的是调查附近正在活跃形成恒星的星系的分子组成，并由此阐明作为恒星物质的分子气体的物理条件。我们计划使用一个名为 ALCHEMI 的程序（大型 ALMA 程序之一）的数据，利用主成分分析 (PCA) 对大量分子发射谱线进行统计研究。通过研究哪些分子发射线可以追踪哪些物理条件，我们希望找到好的分子发射线示踪剂，并将其应用于其他星系的观测。在进行这项统计研究时，我们发现在预测冲击波的区域中，被称为 HOCO+（质子化二氧化碳）的分子数量意外增加。 2022财年，即研究计划的第二年，主要作者发表了关于该分子的论文。尽管之前并不知道这种分子在冲击波区域中增加，但发现这种分子的空间分布与其他冲击波示踪剂具有非常好的相关性。质子化二氧化碳的增加也可以用以下事实来解释：冲击波使二氧化碳冰升华，然后质子附着在其上。由于二氧化碳冰的量也可以从文献中确定，因此发现相当多的冰因冲击波而升华。另外，从大量的发射线强度图中进行被称为主成分分析的统计研究的最初目的，需要考虑在大量的发射线强度分布中，有多少个具有物理条件的区域（成分）。我们已经能够研究这种现象，并获得了与冲击波的起源和恒星形成年龄相关的有趣结果。

项目成果

Joint ALMA Observatory(チリ)

ALMA联合天文台（智利）

Energizing Star Formation: The Cosmic-Ray Ionization Rate in NGC 253 Derived from ALCHEMI Measurements of H3O+ and SO

激发恒星形成：NGC 253 中的宇宙射线电离率源自 H3O 和 SO 的 ALCHEMI 测量

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac6753
• 发表时间: 2022
• 作者: Holdship Jonathan;Mangum Jeffrey G.;Viti Serena;Behrens Erica;Harada Nanase;Martin Sergio;Sakamoto Kazushi;Muller Sebastien;Tanaka Kunihiko;Nakanishi Kouichiro;Herrero;Yoshimura Yuki;Aladro Rebeca;Colzi Laura;Emig Kimberly L.;Henkel Christian
• 通讯作者: Henkel Christian

The Kiloparsec-scale Neutral Atomic Carbon Outflow in the Nearby Type 2 Seyfert Galaxy NGC 1068: Evidence for Negative AGN Feedback

附近 2 型 Seyfert 星系 NGC 1068 中千秒差距尺度的中性碳外流：活动星系核负反馈的证据

• DOI: 10.3847/2041-8213/ac59ae
• 发表时间: 2022
• 作者: Toshiki Saito; Shuro Takano; Nanase Harada; Taku Nakajima; Eva Schinnerer; Daizhong Liu; Akio Taniguchi; Takuma Izumi; Yumi Watanabe; Kazuharu Bamba; Eric Herbs; Kotaro Kohno; Yuri Nishimura; Sophia Stuber; Yoichi Tamura;Tomoka Tosaki
• 通讯作者: Tomoka Tosaki

Towards the prediction of molecular parameters from astronomical emission lines using Neural Networks

使用神经网络预测天文发射线的分子参数

• DOI: 10.1007/s10686-021-09786-w
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 3
• 作者: Barrientos Alej;ro;Holdship Jonathan;Solar Mauricio;Martin Sergio;Rivilla Victor M.;Viti Serena;Mangum Jeff;Harada Nanase;Sakamoto Kazushi;Muller Sebastien;Tanaka Kunihiko;Yoshimura Yuki;Nakanishi Kouichiro;Herrero;Muehle Stefanie;Aladro Re
• 通讯作者: Aladro Re

The distribution and origin of C2H in NGC 253 from ALCHEMI

ALCHEMI NGC 253 中 C2H 的分布和来源

• DOI: 10.1051/0004-6361/202141233
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 6.5
• 作者: Holdship J.;Viti S.;Martin S.;Harada N.;Mangum J.;Sakamoto K.;Muller S.;Tanaka K.;Yoshimura Y.;Nakanishi K.;Herrero;Muehle S.;Aladro R.;Colzi L.;Emig K. L.;Garcia;Henkel C.;Humire P.;Meier D. S.;Rivilla V. M.;van der Werf P.
• 通讯作者: van der Werf P.