広視野観測によって明かす宇宙の階層的構造形成史と星形成史

通过广域观测揭示宇宙层次结构形成和恒星形成的历史

• 批准号: 15740126
• 负责人: 児玉 忠恭
• 金额: $ 2.37万
• 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 Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740126/
• 关键词: 銀河形成; 銀河進化; 銀河団; 宇宙大規模構造

本研究は、我が国のすばる望遠鏡のユニークな特長である広視野カメラを主に利用して、遠方宇宙の観測を系統的に行い、宇宙の構造とそれを構成する銀河の特性を、時間と環境との関数として詳細に比較することによって、宇宙が誕生してから今日の階層的銀河宇宙が形成されてくるまでの過程(特に構造形成と銀河進化)を実証的に明らかにすることを目標とした(PISCESプロジェクト)。本年は当課題の最終年度であった。10月に3晩、チリのNTT望遠鏡にて、すばるで見つかり既に分光確認されているz=0.83にある銀河団周辺の大規模構造に沿って、近赤外線の広視野撮像観測を行った。目的は銀河を構成する星質量関数を求めることで、データは現在解析中であるが、星質量が十分成長を遂げている兆候をつかんでいる。このように本研究で推進してきたPISCESプロジェクトは、これまでに8つの銀河団について撮像観測を終え、銀河団が大規模構造に沿って銀河を膠着させながら成長してゆく様と、その中で銀河の特性、特に星形成率が環境によって影響を受けながら成長して行く様を描き出すことに成功した。さらに、重力レンズ効果を利用し、銀河団の背景にz=3.9の遠方銀河も発見した。これらの結果は、今年度、計4本の査読論文に発表した。一方、PISCESプロジェクトをより遠方の宇宙に発展させるため、すばるの近赤外線撮像観測(CISCOとMOIRCS)によって、超遠方(z〜2以上)のクエーサーの周辺領域の探査を引き続いて行っている。9月の観測では有力な原始銀河団候補を新たに2つ発見すると共に、これらのデータをスピッツァー望遠鏡の結果と比較し、銀河質量の進化の解析をz=2.5で展開中である。また、1月にはCISCOに比べて視野7倍も広いMOIRCSを用いて、さらに遠方(z〜3)の原始銀河団候補領域(これまでの輝線銀河サーベイで同定されていたもの)の近赤外線マッピングを行ない、電波銀河の周りに輝線銀河の分布に沿うようにして赤い進化した銀河も密度超過していることが明らかになった。この結果は銀河団の形成時期が非常に早いことを示唆し、銀河形成上重要である。

这项研究将系统地观测遥远的宇宙，主要使用日本斯巴鲁望远镜独有的宽视场相机，研究宇宙的结构以及组成宇宙的星系随时间和环境的特征。我们的目标是通过对（PISCES 项目）的函数进行详细比较，从经验上阐明从宇宙诞生到当今分层星系宇宙形成的过程（特别是结构形成和星系演化）。今年是该项目的最后一年。 10月份的三个晚上，我们利用智利NTT望远镜，沿着斯巴鲁号发现的、已经得到光谱证实的z=0.83星系团周围的大尺度结构进行了近红外宽视场成像观测。目标是找到构成星系的恒星质量函数，尽管目前正在分析数据，但有迹象表明恒星质量正在充分增长。这项研究所推动的PISCES项目迄今为止已经完成了对8个星系团的成像观测，并研究了星系团如何在沿着其大尺度结构固结的同时生长，并成功地描绘了它们的生长过程。星系的生长，因为它们的特性，特别是它们的恒星形成率，受到它们的环境的影响。此外，通过使用引力透镜，他们在星系团的背景中发现了一个 z=3.9 的遥远星系。这些结果今年总共发表了四篇同行评审论文。与此同时，为了将PISCES项目扩展到更遥远的太空区域，Subaru的近红外成像观测（CISCO和MOIRCS）正在继续探索极远类星体（超过z~2）的周围区域。在 9 月份的观测中，我们发现了两个新的有希望的原星系团候选者，现在正在将这些数据与斯皮策望远镜的结果进行比较，以对 z=2.5 处星系质量的演化进行分析。一月份，我们使用视场比 CISCO 宽七倍的 MOIRCS 来探索更远（z ~ 3）原星系团候选区域（在之前的发射线星系巡天中确定）的近红外线）绘图显示，红色演化星系在射电星系周围也过于密集，遵循发射线星系的分布。这一结果表明星系团形成得很早，这对于星系的形成很重要。

项目成果

Discovery of a Strongly Lensed Galaxy at z=3.9 behind a z=0.83 Galaxy Cluster

• DOI: 10.1093/pasj/57.6.877
• 发表时间: 2005-06
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: K. Umetsu;Masayuki Tanaka;T. Kodama;I. Tanaka;T. Futamase;N. Kashikawa;T. Hoshi

Discovery of large-scale clumpy structure around the Lynx supercluster at z^-1.27

在 z^-1.27 的 Lynx 超星系团周围发现大规模块状结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 357
• 作者: Nakata;F.;Kodama;T.;et al.
• 通讯作者: et al.

The build-up of the colour-magnitude relation as a function of environment

作为环境函数的颜色-幅度关系的建立

• 发表时间: 2005
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 362
• 作者: Tanaka;M.;et al.
• 通讯作者: et al.

Kodama, T., Bower, R.G.: "The Ks-band Luminosity and Stellar Mass Functions of Galaxies in z〜1 Clusters"Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 346. 1-12 (2003)

Kodama, T., Bower, R.G.：“z~1 星系团中星系的 Ks 波段光度和恒星质量函数”皇家天文学会月刊 346. 1-12 (2003)。

Kodama, T., et al.: "Down-Sizing in Galaxy Formation at z〜1 in the Subaru/XMM-Newton Deep Survey (SXDS)"Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 未定. (2004)

Kodama, T., et al.：“Subaru/XMM-Newton Deep Survey (SXDS) 中 z~1 处星系形成的缩小”，皇家天文学会月刊（2004 年）。