Observational study of ionising photon escape from galaxies for understanding cosmic reionisation

电离光子从星系逃逸的观测研究，以了解宇宙再电离

基本信息

批准号：
18J01136
负责人：
中島王彦
金额：
$ 2.33万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01136/
关键词：
宇宙再電離銀河進化

项目摘要

研究代表者は天文学の大きな未解明問題の一つである宇宙再電離現象を研究対象とし、その電離源の特定を目的に観測的研究を進めた。電離源の最有力候補は初期宇宙に誕生した小質量の星形成銀河であるが、個々の銀河からの電離光子放射量（=電離光子生成量x脱出率）に大きな不定性が残っていたため、結論には至っていなかった。この問題に研究代表者は以下の三つの段階を経て迫った。１．小質量星形成銀河の電離光子脱出率：ハッブル宇宙望遠鏡の深い紫外観測によって赤方偏移3の小質量星形成銀河からの電離紫外光を観測し、電離光子脱出率を大きなサンプルを元に信頼性高く求めることができた。その結果、より小質量で暗い銀河ほど高い電離光子脱出率を持つ傾向を得た。本研究成果は査読誌へ投稿済みである。２．小質量星形成銀河内の電離光子生成量：赤方偏移3の小質量星形成銀河を深く分光することで静止系紫外―可視の複数の輝線検出に成功した。これらの輝線を自身で構築した光電離モデルで診断した結果、小質量星形成銀河がこれまで知られていたよりも効率良く電離光子を生成している証拠を得た。この傾向はより暗い銀河ほど顕著なため、脱出率の結果と組み合わせることで、小質量星形成銀河の宇宙再電離への著しい寄与を強く示唆することができた。本研究成果、並びにその礎となった光電離モデルはそれぞれ研究代表者を筆頭とする査読論文として発表済みである。３．大質量銀河・活動銀河核からの電離光子放射：上記の研究を補い、幅広い視点で宇宙再電離源を理解する目的で、研究代表者はより大質量の銀河や活動銀河核と呼ばれる稀少で明るい天体の観測的研究を始めた。すばる望遠鏡や他の国際研究チームとの共同で得られた大きなデータを組み合わせることで、新たに１０天体ほど強く電離光子放射を見せる天体を見つけることができた。より詳しい測光・分光的性質を引き続きの解析で明らかにしていく。

首席研究员专注于天文学中未解决的主要问题之一的宇宙再电离现象，并进行了观测研究，旨在确定电离源。最有可能的电离源候选者是早期宇宙中诞生的低质量恒星形成星系，但单个星系的电离光子辐射量（=产生的电离光子量x逃逸率）仍然存在很大的不确定性。尚未得出结论。首席研究员通过以下三个步骤解决了这个问题。 1.低质量恒星形成星系的电离光子逃逸率：利用哈勃太空望远镜的深紫外观测对红移3处低质量恒星形成星系的电离紫外光进行观测，并基于大样本得出可靠的电离光子逃逸率。我能够要求很高的质量。结果，我们发现质量较低且较暗的星系往往具有较高的电离光子逃逸率。这项研究的结果已提交给同行评审的期刊。 2.低质量恒星形成星系中的电离光子产生：通过对红移3处的低质量恒星形成星系进行深度光谱分析，我们成功地在静止系统紫外-可见光范围内探测到多条发射线。通过使用他构建的光电离模型诊断这些发射线，他发现了证据表明低质量恒星形成星系比以前已知的更有效地产生电离光子。对于较暗的星系，这种趋势更为明显，因此当与逃逸率结果相结合时，我们能够强烈表明低质量恒星形成星系对宇宙再电离做出了重大贡献。这项研究的结果及其所基于的光电离模型已作为首席研究员领导的同行评审论文发表。 3.大质量星系和活动星系核的电离光子发射：为了补充上述研究，从更广阔的角度了解宇宙再电离源，主要研究者正在对来自更大质量星系和活动星系核的稀有明亮星系的研究开始观测。天体研究。通过结合与斯巴鲁望远镜和其他国际研究团队合作获得的大量数据，我们发现了大约10个表现出强电离光子发射的新天体。进一步的分析将揭示更详细的光度和光谱特性。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Laboratoire d’Astrophysique de Marseille(フランス)

马赛天体物理学实验室（法国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

A Hard Ionising Spectrum in z=3-4 Lyman Alpha Emitters

z=3-4 Lyman Alpha 发射器中的硬电离谱

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
中島王彦
通讯作者：
中島王彦

University College London/University of Cambridge(英国)

伦敦大学学院/剑桥大学（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

INAF-Osservatorio Astronomico di Roma/University of Bologna/INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna(イタリア)

INAF-罗马天文观测站/博洛尼亚大学/INAF-博洛尼亚天文观测站（意大利）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

The VIMOS Ultra Deep Survey: Nature, ISM properties, and ionizing spectra of CIII]λ1909 emitters at z = 2-4

VIMOS 超深调查：自然、ISM 特性和 z = 2-4 处 CIII]λ1909 发射体的电离光谱

DOI：
10.1051/0004-6361/201731935
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
6.5
作者：
Nakajima K.;Schaerer D.;Le Fevre O.;Amorin R.;Talia M.;Lemaux B. C.;Tasca L. A. M.;Vanzella E.;Zamorani G.;Bardelli S.;Grazian A.;Guaita L.;Hathi N. P.;Pentericci L.;Zucca E.
通讯作者：
Zucca E.