スペクトル進化モデルを介した銀河の星形成史解明

通过光谱演化模型阐明星系的恒星形成历史

基本信息

批准号：
02J01330
负责人：
井上昭雄
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は銀河のスペクトル進化モデルを用いて、銀河の星形成史を解明することを目指している。特に、星間ダスト物理をこれまでになく詳しく取り扱う点が特色である。まず、ダストの形成、成長、破壊過程を考慮したダスト量進化モデルを、銀河の化学進化モデルを拡張することで構築した。成長・破壊効率比に対する星形成史の依存性を再考した結果、近傍銀河に見られるダスト・金属量比一定の関係は、銀河年齢が一定であるためと解釈できる(論文出版済み)。このダスト量進化モデルと星の種族合成スペクトルモデルを組み合わせ、時間空間的に変化するダスト減光を取り入れた銀河円盤輻射輸送計算を行った。現在、結果を解析中であり、本年中に論文として出版する予定である。また、観測量から銀河の星形成率を求める手法の研究も行った。従来から紫外線、赤外線、水素の電離輝線を用いた手法が提案されてきたが、推定された値が互いに整合的でない場合が多い。これは、銀河の星間ダスト減光を正しく補正することが一般に困難であることに起因する。この点を詳しく考察し、上記三種類の観測値から、互いに整合的な星形成率を推定する手法を開発した。この手法は今後の多波長銀河サーベイ時代において非常に重用されると考えられる(論文出版済み)。さて、宇宙再電離過程の研究が最近注目されている。これは、初代天体・銀河形成問題と関連して非常に興味深い。我々も超高赤方偏移ガンマ線バースト残光の近赤外線多色測光観測により、詳しい宇宙再電離史を明らかにできる可能性を指摘した(論文出版済み)。さらに、ダスト素過程を詳しく調べた結果、銀河間空間ではダストの光電効果が極めて重要であることが分かった。これを利用して、これまでまったく不明であった銀河間空間のダスト量に有意な上限をつける手法を考案した(論文出版済み)。これを宇宙全体の星形成史と組み合わせることで、銀河間ダスト量の宇宙論的進化史を議論した(論文印刷中)。

这项研究旨在利用星系光谱演化模型阐明星系的恒星形成历史。特别是，它的独特之处在于它比以往任何时候都更详细地处理星际尘埃物理学。首先，我们通过扩展星系的化学演化模型，构建了考虑尘埃形成、生长和破坏过程的尘埃演化模型。通过重新考虑恒星形成历史对生长/毁灭效率比的依赖性，我们可以解释由于星系年龄恒定而在附近星系中看到的尘埃和金属含量比之间的恒定关系（已发表的论文）。通过结合这种尘埃演化模型和恒星种群复合光谱模型，我们计算了银盘的辐射传输，其中包含了随时间变化的尘埃变暗。目前正在对结果进行分析，并计划在今年内以论文形式发表。我们还研究了一种根据观测量计算星系恒星形成率的方法。已经提出了使用紫外线、红外线和氢电离发射线的方法，但估计值往往彼此不一致。这是因为通常很难正确校正星系中星际尘埃的变暗。我们详细考虑了这一点，并开发了一种根据上述三种观测值来估计彼此一致的恒星形成速率的方法。这种方法被认为在未来多波长星系巡天时代非常重要（论文已发表）。近年来，关于宇宙再电离过程的研究备受关注。这对于主要天体和星系的形成问题来说非常有趣。我们还指出了通过超高红移伽马射线爆发余辉的近红外多色光度观测来阐明宇宙再电离详细历史的可能性（已发表论文）。此外，对尘埃基本过程的详细研究表明，尘埃的光电效应在星际空间中极其重要。利用这一点，我们设计了一种方法，对星际空间中的尘埃量设定一个显着的上限，而迄今为止，这还是完全未知的（已发表的论文）。通过将其与整个宇宙的恒星形成历史相结合，我们讨论了星系间尘埃的宇宙演化历史（论文正在出版）。