![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
Abstract: One of the most fundamental questions in galaxy formation and evolution is to understanding the establishment of the Hubble sequence, particularly how blue, star-forming galaxies are transformed into red, quiescent galaxies. In this talk I will present some new insights into this question based on recent observational results at high redshift, primarily at z > 2, and discuss how star-formation is regulated and quenched in massive galaxies and what are the possible roles of environment and supermassive black holes in this process. Specifically, I will show how ALMA unveils a significant population of promising progenitors of the earliest-quenched galaxies at z~4, and how we captured the onset of environmental effects on massive galaxy evolution in the most distant galaxy clusters at z=2.5.
Language: English
Abstract: The two Magellan 6.5 meter telescopes were designed, constructed and are currently being operated at Las Campanas Observatory in Chile by a consortium of US universities and research institutions. This talk discusses some of the thinking that went into their design, notable features, and the transport of the telescope to the observatory and installation on site. The talk concludes with the results of some recent investigations of seismic performance.
Language: English
Abstract: 太陽のおよそ１０倍より重い星は進化の果てに中心に鉄コアを作る。その鉄コアが自身の重力で潰れることから始まる現象が重力崩壊型の超新星爆発である。中心部にはパルサーの元となる原始中性子星が形成され、超新星爆発ではその外側の吹き飛ばされた部分が光る。この中心部の密度、温度は極限的に高くなり、弱い相互作用でしか生まれない粒子であるニュートリノが効率的に放出される。実際、このニュートリノがまさに外側の物質を吹き飛ばすのに一役買い、これをニュートリノによる加熱機構と呼ぶ。この超新星爆発の計算は非常に難しく、安定かつ信頼できる枠組みでシミュレーションできるようになったのは２０００年代の前半である。しかし、その結果は驚くべきことに、爆発が起こらないというものであった。何が問題なのだろうか？実は、それらの計算では簡単のため、球対称という仮定を課しており、対流の効果が入っていなかった。我々はそれを取り除き、３次元計算することで、超新星爆発が成功するという結果を得た。３次元計算することで、ニュートリノや重力波の放出も議論できるようになり、超新星爆発のシミュレーション結果を将来の観測と比較できるような時代がついに訪れる。今回のセミナーでは、超新星爆発の機構から最近の研究までをレビューする。超新星爆発の研究の新時代の到来を感じていただければ幸いである。
Language: Japanese
Abstract: I will overview the young neutron-star model for fast radio bursts (FRBs). Applying the model to a repeating FRB 121102, which has been recently identified as a cosmological event, I will discuss the possible progenitor systems.
Language: English
Abstract: In the Local Group, there are several tens of dwarf galaxies, which have sub-solar metallicity. They provide us a great opportunity to constitute a basic template to study faint low-metallicity galaxies, such as those at high redshift. Because metallicity is an important parameter which significantly affects gas-phase and grain surface chemistry, chemical compositions of molecular clouds in low-metallicity dwarf galaxies are of great interest. To investigate the chemical composition in low-metallicity environments, we have conducted spectral line survey observation in the 3 mm band (85-116 GHz) toward low-metallicity dwarf galaxies, the Large Magellanic Cloud, IC10, and NGC6822. The lines of CCH, HCN, HCO+, HNC, CS, SO, 13CO, and 12CO have been detected. The spectral intensity patterns are found to be similar among three dwarf galaxies. Compared with solar-metallicity environments, the chemical compositions of dwarf galaxies are characterized by deficient nitrogen-bearing molecules, as a direct effect of the lower elemental abundance of nitrogen, and abundant CCH and deficient CH3OH, as an effect of extended photon dominated regions in cloud peripheries due to the lower abundance of dust grains.
Language: Japanese
Abstract: Constraining the grain size in protoplanetary disks is a key to understand the first stage of planet formation. The grain size has been estimated by measuring the spectral index at millimeter wavelengths, while it has huge uncertainties. Here, we propose that millimeter-wave polarization is another method to constrain the grain size. We show that thermal dust emission is scattered off of other dust grains and the residual polarization is up to 2.5 %, which is detectable with ALMA. This self-scattering polarization is efficient only if the maximum grain size is comparable to the wavelengths. Therefore, we can constrain the grain size from millimeter-wave polarization of protoplanetary disks. Furthermore, we have observed the protoplanetary disk around HD 142527 with ALMA polarization mode, and found the evidence of the self-scattering plays a role in the protoplanetary disk.
Language: Japanese (slides in English)
Abstract: 2015年にaLIGOの観測が始まり、その中で重力波の初検出が達成されその観測期間中には計２つの重力波が検出された。どちらも連星ブラックホールの合体であった。またつい先日に、２０１７年１月４日に３つ目の連星ブラックホールの合体による重力波観測が報告され、周辺分野をにぎわわせている。今後はそういった観測の天文学的な情報を得るために、仏伊のadVirgo、KAGRAといった重力波望遠鏡ネットワークで観測を行う体制、そして重力波望遠鏡のみでは非常に困難な、重力波源の特定を実現するために様々な波長での天文観測の連携体制が望まれている。本講演では、現在の重力波望遠鏡の観測結果と、各望遠鏡の現状を報告する。また、検出した重力波からどんな物理が引き出せるかという問題について、超新星爆発からの重力波検出を例にその試みの一端を報告したい。
Language: Japanese
Abstract: 宇宙人存在問題とは、「なぜ、我々は宇宙人と出会っていないのか？」と いう素朴だが難解な問題を指し、フェルミの矛盾とも呼ばれる。これに関して 度々引用されるのがドレイク方程式である。しかしながら、自然科学の範疇 内でドレイク方程式の精密化を試みても不毛な議論となる可能性が高い。 その大きな理由は、「知的生命は自然科学的原理だけでは行動しない」から である。大航海時代を引用するまでもなく、文明が未知域への探検に巨額 の投資を行う背景には、軍事・政治・経済・宗教あるいは知的好奇心など 何らかの文化科学上の行動原理がカギとなりうる。一方、最近のＡＩの進展 を見ると、知的生命が生物である必然性は薄らいでいるようにも思える。 実際、「光速の壁」を克服するためには自己複製可能なクローンあるいは ロボットのみが広い宇宙を席巻できるとすると、もっと違った文化的考察が 必要かもしれない。いずれにしろ、宇宙人存在問題を深く議論するためには、 文理双方の知識・技能・方法論を総動員することが必要であろう。本講演では、 これまでの研究を概括するとともに、総研大文化科学研究科の研究者と 議論する機会により得られた新しい回答案を１０個紹介する。 Reference: Webb (2015), If the Universe is teeming with aliens ... Where is everybody?, Springer, Berlin
Language: Japanese
Abstract: The Spitzer Space Telescope is pioneering the exploration of infrared (IR) luminous transients. In our Spitzer InfraRed Intensive Transients Survey (SPIRITS), we are conducting a systematic search of 200 nearby galaxies for IR-luminous outbursts that elude detection in traditional optical surveys. In this talk, I will present two puzzling discoveries from SPIRITS and discuss open questions and the plans to address them.
SPIRITS has revealed a new class of obscured, red transients with mid-IR luminosities between novae and supernovae that do not exhibit optical counterparts. We call them SPRITEs (eSPecially Red Intermediate-luminosity Transient Events). The key to disentangling the various possible physical origins of SPRITEs is IR spectroscopy, which can only be obtained with the unprecedented sensitivity of the upcoming James Webb Space Telescope (JWST). I will discuss possible SPRITE origins and the JWST Guaranteed Time Observation (GTO) program I am leading to determine their nature.
In SPIRITS, we serendipitously discovered variable mid-IR counterparts of ultraluminous X-ray sources (ULXs). A ULX is an off-nuclear point source showing extreme, super-Eddington X-ray luminosities thought to be driven by accretion onto a compact object in a close binary undergoing Roche Lobe overflow. We attribute the mid-IR emission to a circumbinary dust disk produced by the outflow from the supergiant donor star, but the nature of the variability is still uncertain. I will discuss the work I have lead on dusty ULXs and highlight the importance of coordinated multi-wavelength observations.
Language: English
Abstract: パルサーはその発見から今年でちょうど50年であり、最近は高速電波バーストの起源の候補天体としても注目されている。しかし、パルサーの周囲に形成される磁気圏において、電磁場からプラズマへのエネルギー変換が、どこで、どのように、どの程度の効率で行われるかは未解明のままである。磁気圏の一部の領域では、プラズマが相対論的エネルギーまで加速され、それらの放射する高エネルギー光子を起点として電磁カスケードが発展し、大量の電子・陽電子が磁気圏全体を満たす。この過程で電波からガンマ線までのエネルギー帯域の電磁波が放射される。近年、幅広いエネルギー帯域で検出された天体の数が飛躍的に増加した。講演では、まずガンマ線、X線、可視光、電波それぞれの帯域で観測される放射の特徴とその意味について紹介する。この多波長の結果を組み合わせることで新たに得られた磁気圏構造に対する理解について報告する。
Language: Japanese
Abstract: 超新星残骸は、熱エネルギーや重元素、さらには宇宙線を宇宙空間に供給する、宇宙の多様性の源である。衝撃波速度は秒速数千km程度であるため衝撃波下流は数百万度の光学的に薄いプラズマとなり、熱的制動放射X線や電離された重元素からの特性X線が放射される。したがってX線観測は、超新星残骸研究に最適の手段の一つである。
近年X線観測の空間分解能やエネルギー分解能の向上に伴い、超新星爆発のタイプやタイプごとの爆発非等方性、宇宙線逃亡の環境情報などが引き出せるようになってきた。また、プラズマそのものも複雑な非平衡状態にあり、プラズマ物理としての理解も進んできている。本講演では、Chandra, 「すざく」, 「ひとみ」といったX線衛星の超新星残骸に関する結果をもとに、これらのテーマに関する最近の進展を紹介する。
Language: Japanese
Abstract: Star formation in the Universe decreased by an order of magnitude in the last ten billion years. Probing the molecular gas reservoirs from which stars are formed is crucial to understand this winding-down of star formation. The PHIBSS2 legacy program at the IRAM NOEMA interferometer surveys the molecular gas properties of galaxies at different redshifts on and around the main sequence, where most of star formation occurs. It notably contributes to show that the cosmic evolution of the star formation rate is mainly driven by that of the molecular gas fraction, albeit with a small inflexion of the star formation efficiency. At z=0.5-0.8, we observe the CO(2-1) line for 61 targets, from which we determine molecular gas masses, gas fractions and depletion times. We separately obtain disk sizes and bulge-to-total luminosity ratios, which enable us to characterize morphological changes. The Kennicutt-Schmidt relation between molecular gas and star formation rate surface densities is strikingly linear, which argues in favor of uniform star formation processes across cosmic time. Our results also suggest an ongoing supply of molecular gas to compensate for star formation and a contribution of disk stars to the growing bulge.
Language: English
high spectral resolution observations with SOFIA/upGREAT
Abstract: The fine structure line of ionized carbon, [CII], at 158 μm is one of the strongest cooling lines of the dense interstellar medium. Located in the core region of the far-infrared spectral range, it is observable in the local universe only from space, balloon or airborne platforms, or at high redshifts in the ALMA bands, where it is used as tracer of star formation activity in early galaxies. The recent technological advances now allow routine highest spectral resolution heterodyne observations with the upGREAT instrument on board SOFIA, that resolve the [13CII] satellite lines with sufficient signal/noise, so that it is possible to measure directly the optical depth of the carbon fine structure line emission. We have performed such observations in seven sources ranging from simple to complex spatial and kinematic morphology. In all cases, we find clear evidence of significant optical depth. In many cases, the line profiles show clear evidence for foreground or self-absorption. The high column densities derived and, in many cases, the low temperatures of the foreground/self-absorption, are difficult to account for in standard model scenarios of photodissociation regions (PDRs). These findings imply, that one has to use with caution integrated line intensity ratios, when interpreting [CII] observations in the context of PDR models, to infer average properties of spectroscopically and spatially unresolved sources.
Language: English
Abstract: Substellar objects such as exoplanets and brown dwarfs rotate and some of them have detectable rapid rotation. Recently, rotation velocities of exoplanets have been detected and their rotation velocities are higher than those of planets in the Solar system. Rotation period of brown dwarfs also have been detected and some brown dwarfs have clearly rapid rotation. Their minimum rotation periods are only a few hours and rotation velocities are much higher than those of planets in the Solar system. If the substellar objects have rapid rotation, their shapes might be largely deformed due to the strong centrifugal forces. Their structures cannot be well described by spherical models and so non-spherical models are required to describe them. In order to consider their evolution and structures, an 1D spherical model clearly becomes invalid. At least a 2D model is required to consider the evolution and structures of such rapidly rotating substellar objects. Almost all evolutionary code for substellar evolution, however, can treat only 1D models and nobody has succeeded in obtaining rapidly rotating 2D evolutionary models consistently. As a first step toward the rapidly rotating 2D models, we calculated quasi-evolutionary sequences of rapidly rotating substellar objects using both 1D evolutionary calculation by MESA and 2D rapidly rotating equilibrium calculation by our new numerical scheme (Fujisawa 2015). As a result, we have found that some young rapidly rotating substellar objects are spinning up due to the gravitational contraction as they cool. They might exceed critical rotation and break-up rotation velocity within a few 100 Myrs if the angular momentum is conserved during the evolution. Such rapidly rotating substellar objects would loss their angular momentum by wind or flare to avoid brake-up and the angular momentum loss timescale should be of a few Myrs.
Language: English
Abstract: 重力マイクロレンズ法は氷境界外側の冷たい惑星に感度があり、地球質量程度の 軽い惑星まで発見できる。氷境界の外側において、数倍の海王星質量よりも 軽い惑星を検出できるのは現在重力マイクロレンズ法だけである。マイクロレンズ 観測グループ、MOA(Microlensing Observations in Astrophysics)による 6年間のサーベイ結果の統計的な解析により、氷境界以遠では海王星質量程度の 惑星が最も多いことがわかってきた。本講演では、マイクロレンズ観測から求めた 惑星質量比関数を、視線速度法や(Keplerによる)トランジット法の観測結果と比較し、 さらに、惑星形成モデルから予測される惑星質量分布とも比較する。 また、SpitzerやK2などの宇宙望遠鏡を用いた最新の観測結果と、 将来のマイクロレンズ観測計画であるPRIMEやWFIRSTについても簡単に紹介したい。
Language: English
Abstract: インターネットの発達で、世界は一気にボーダーレス化し、国境を意識しないコミュニケーションが日常茶飯事になりました。欧米先進諸国からの地理的遠さがハンデになった時代が過去になりつつあるのは日本の人々にとって福音です。一方それは、日本以上のハンデがあったいわゆる発展途上国の人々とも同じ土俵に立つこと、国際的な競走の激化も意味します。今ほど、事実上の世界共通語である英語の、中でも書き言葉によるコミュニケーションが重要、いやもはや常識になっている時代はありません。
コミュニケーションは、数学の証明とは異なり相手ある話です。英語ネイティヴにとっても容易とは言えず、まして非ネイティヴにとっては英文コミュニケーションは鬼門になりがちです。本講演では、主に理系の現場での頻出例、なかでも履歴書、推薦書、苦情、レフェリー対応などを題材に、英文校正現場の実例を随所に参照して 、実戦的な対策を概観します。現代グローバルスタンダードにおいて日本文化の人々には配慮が至りにくい点にも踏込みます。
Language: Japanese
Abstract: 星惑星形成の理解において主星近傍の伴星・惑星の探査や円盤構造の調査は重要である。しかし、撮像の主流であるコロナグラフを用いた観測ではそのような領域はマスクに隠れてしまい観測ができない。その領域に迫るために、アパチャマスキングという観測手法がある。これは、穴のあいたマスクをおき、それぞれの穴を通ってきた光を干渉させて、干渉縞を撮像する手法である。ここから、ビジビリティなどの物理量を求めて、元の像を推定する。これにより回折限界程度の像が得られることが知られている。アパチャマスキングは近年稼働を始めた極限補償光学装置（Subaru/VAMPIRES+SCExAO, Gemini/GPI, VLT/SPHERE）にも広く搭載されており、今後の有用性が期待される。本公演では、アパチャマスキングの基礎と、実際に今年4月にすばる望遠鏡のVAMPIRESで取得した原始惑星系円盤データの結果について紹介する。
Language: Japanese
要旨：星・惑星系形成の研究において、構造形成過程とそれに伴う化学組成の進化の理解は、共に重要なテーマである。とくに、我々の住む太陽系の物質的な起源を探る上で、化学進化の普遍性/多様性の理解が俟たれる。そのためには、様々な分子の回転輝線を含む電波領域での観測的研究が非常に有効である。そのため、原始星天体を取り巻く10000 auスケールでのガスの化学組成は、1980年代から単一口径望遠鏡による観測が進められてきた。近年では、ALMAの登場により、原始星円盤形成領域 (10~100 auスケール) における高感度観測が可能になった。その結果、若い低質量原始星天体に付随するガスの化学組成が、原始星コアスケールから円盤スケールに渡って、天体間で多様性を示すことが明らかになった。さらに、円盤形成領域では物理構造と化学組成の急激な変化が見られることが、複数の天体で確認された。本講演では、ALMAによる観測研究で明らかになってきた、原始星天体における物理進化と化学進化の関係を紹介し、その意義を議論する。
Abstract: Antarctica provides a unique environment for astronomical observation, with cold, dry and stable air above the high Antarctic plateau. These summits offers the best seeing conditions, the darkest skies and the most transparent atmosphere of ground-based observing sites. Dome A is the highest point (4093 m) of Antarctica, the long polar winter night gives an unparalleled opportunity to conduct continuous observation for about four months. As the PLATeau Observatory (PLATO) was delivered to Dome A in January 2008, Chinese Small Telescope Array (CSTAR), four 14.5 cm Schmidt telescopes, was successfully installed on Dome A. Then Antarctic Survey Telescopes (AST3), three Schmidt telescopes with 50 cm aperture, started to be deployed on Dome A since 2012, which are the largest optical telescopes working in Antarctica. A number of new variables and exoplanet candidates were found through the remote-controlled observations. What is more exhilarating is that the optical counterpart of GW170817 was successfully captured by the second telescope of AST3. For the next generation of Chinese Antarctic telescopes, a 2.5 m optical/near-infrared telescope, so-called the Kunlun Dark Universe Telescope (KDUST), and the Dome A Terahertz Explorer-5 (DATE5), a 5 m sub-millimeter telescope can be expected in the early 2020s.
Language: English
Abstract: 2015年9月14日、アメリカの重力波観測器advanced LIGOは世界で初めて重力波(GW150914)の直接観測に成功した。日本でも重力波観測器KAGRAがテスト稼働を終え、本格的な観測に向け動き出している。今はまさに重力波天文学の黎明期に位置している。重力波観測のメインターゲットはコンパクト連星の合体である。コンパクト連星とは、星が寿命を終え超新星爆発や重力崩壊を起こしてできるコンパクト星（ブラックホール、中性子星）同士の連星である。コンパクト連星は重力波放出により軌道が縮まり、いずれ合体する。重力波によるエネルギー放出は弱いため、合体までのタイムスケールは数億年から宇宙年齢以上と非常に長い。したがって、宇宙初期にできたコンパクト連星でも現在で合体するものがあるはずである。そこで我々は宇宙最初の星である初代星に注目し、重力波源として研究を行ってきた。その結果、初代星起源の連星は典型的に約30太陽質量程度の連星ブラックホールになることを2014年に示した。一方で従来観測されてきたX線連星内にあるブラックホール候補天体は10太陽質量程度であり、そのような重いブラックホールはほとんど存在しないだろうと思われていた。しかし、LIGOによる重力波の初検出はまさに約30太陽質量の重い連星ブラックホールの合体によるものであった。これにより、宇宙には従来考えられていなかった重い連星ブラックホールが多く存在することが示唆されており、それらは宇宙初期にできたものかもしれない。本セミナーでは初代星の連星進化の概要とその手法についても述べる。また、連星ブラックホール以外での初代星連星の観測可能性についても時間の許す限り議論する。
Language: Japanese
Abstract: I present the concept for a relatively low-cost near-infrared heterodyne interferometer based on commercial 1.55µm fiber components. First lab results were obtained for the telescope to single-mode fiber coupling control, LO phase-stabilization between both telescopes, and the heterodyne correlation receiver system, and an on-sky demonstration is planned with our 14”-telescopes. I discuss the applicability of this concept for long-baseline, high telescope number systems and mid-infrared wavelengths.
Abstract: z=3-3.6の時代は、宇宙における銀河の活動性がピークとなるz=2-2.5の直前の時代に相当し、銀河形成・進化のシナリオを理解する上で重要な時代であると言える。その一方で、z~2.5までの時代と比較してまだ十分に研究が進んでいるとはいえない。z>3においてはHα輝線が地上からでは観測が難しくなるため、本研究ではその代わりに、同じく静止系可視の[OIII]λ5007輝線を星形成銀河の指標として用いるということを行ってきた。近年、遠方では一般的な星形成銀河であっても強い[OIII]輝線を示すということが分かってきており、z=3-3.6の星形成銀河をトレースするのに[OIII]輝線は有用であると考えられる。 狭帯域フィルターを用いた近赤外線撮像観測を通して得られたz~3-3.6の[OIII]輝線銀河のサンプルについて、多色の測光データと近赤外線分光観測で得られたデータなどを用いて、その星質量や星形成率といった物理量および星間空間の物理状態(金属量、電離パラメーター)を調べた。それらの物理量を最盛期(z~2-2.5)の星形成銀河のサンプルと比較したところ、星形成活動性と星間空間の物理状態はz~3.2からz~2.2にかけて大きくは進化せず、この時代の銀河の進化段階は主にその星質量で決められているということが示唆された。今回は、これまでの遠方の[OIII]輝線銀河に関する我々の一連の研究と今後の展望について紹介する。
