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要旨: 「温故知新」は孔子の初学者に対する助言である。新しき学問や研究を 企てる際に重要なこの姿勢は自然科学においても有効な処方箋である と思われる。にもかかわらず、理系の研究現場において重要視される ことは少なく、、むしろ「今を温（たず）ねて新しきを知る」ことが尊ばれる。 しかし、現実は、そう単純ではない。「故（ふる）きを温（たず）ねなかった」 ばかりに「世紀の大発見」の登場が１６０年遅れた事例が実際にある。 １９６５年に発表された高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform通称 FFT)は２０世紀で最も偉大な工学上の発見とまで称えられたが、実は １８０５年にガウスが考案していたことが現在では知られている。他にも、 ニュートンのプリンキピアには人工衛星の着想が描かれていたとか、 ラプラスはブラックホールの半径を計算していたとか、この種のエピソード は枚挙にいとまがない。どうすれば「車輪の再発明」のような愚行を避ける ことができるのであろうか。それには、故（ふる）きを温（たず）ねて、 温（たず）ねて、温（たず）ね抜くしかない。幸い、Googleに代表される 高速検索技法やProject Gutenbergに代表される無料電子図書館の 発展により、事態は改善されつつある。ただ文献量の一方的な増大に どのように対処するかは今後の課題であり、このままでは学問の最前線に たどり着くまでに一生を費やしかねない。我々にはＡＩの進展に望みを つなぐほか道はないのであろうか。
Abstract: "Study Old and Find New" is a Confucian advice to beginners. Although it is a general principle, this motto is not so advocated in natural sciences. Rather, we are told to "Study Now and Find New." However, the reality is not so simple. Indeed, there exists an educative specimen that a great discovery was delayed to be popularized because nobody did study old. The well-known FFT (Fast Fourier Transform) was said to be invented by Cooley and Tukey in 1965. Nevertheless, Gauss did propose the exact same method in 1805. An older example is Newton's cannon ball depicted in Vol. 3 of PRINCIPIA, which is nothing but the artificial satellites. Also, Laplace estimated an upper bound of Sun's density by using the fact that its escape velocity is less than the speed of light. This means that the Sun is never a black hole, which the general theory of relativity was said to have discovered. Then, how can we avoid such a re-invention of the existing but not popular idea? The only solution may be to "Study Old, Study Old, and Study Old". Fortunately, the development of searching engines as the Google and the spread of free electronic library systems like the Project Gutenberg seem to have improved the situation. Having said so, we must admit that remained is a big issue: exponentially increasing literature. It might mean that the whole lifetime of a researcher is spent before reaching the cutting-edge. Is there any other way to resolve this problem than relying on the advancement of the Artificial Intelligence?
Abstract: Cold gas plays a central role in feeding and regulating star formation and growth of supermassive black holes (SMBH) in galaxy nuclei. Particularly powerful activity occurs when interactions of gas-rich galaxies funnel large amounts of gas and dust into nuclei of luminous and ultra luminous infrared galaxies (LIRGs/ULIRGs). These dusty objects are of key importance to galaxy mass assembly over cosmic time. It is also increasingly clear that feedback from star formation and AGNs is fundamental to regulating the evolution of galaxies in the nearby Universe as well as at earlier epochs. Mechanical feedback occurs in the form of winds (stellar, AGN, galactic), turbulence, supernova bubbles and superbubbles, AGN jets and backflows. With the advent of ALMA and the NOEMA telescopes we can now study the extent, morphology, velocity structure, physical conditions and even chemistry of these cold flows at unprecedented sensitivity and resolution.
I will focus on recent ALMA and NOEMA studies of AGN and starburst outflows from dusty galaxies. I will for example present recent ALMA studies with resolutions of 20-30 milli arcseconds (2 – 7 pc) of the dusty cores and molecular outflows and jets in the nearby LIRGs NGC1377 and IC860. The relation between collimated molecular flows and nuclear growth will be discussed. Recent developments on the physical and chemical conditions in outflow will be presented. How can we connect the properties of the outflowing gas to the nature of the driving source and the origin of the outflowing gas? I will also show how one can use the JVLA telescope for high-resolution molecular observations of nuclear outflows.
Abstract: Recent studies of the formation of first stars (PopIII stars) show that low-mass PopIII stars could be formed via the fragmentation of the circumstellar disk around the primary proto-first-stars, although the initial mass function (IMF) of PopIII stars are considered to be top-heavy compared with the IMF of the present stars. Because low-mass PopIII stars of < 0.8 M could survive up until the present, the non-detection of them in our Galaxy has already put a stringent constraint on the IMF of PopIII. On the other hand, some claim that the lack of such stars stems from the metal enrichment of their surfaces by the accretion of heavy elements from the interstellar medium (ISM). In this study, we investigated the effects of the stellar wind on metal accretion onto low-mass PopIII stars because accretion of the local ISM onto the Sun is prevented by the solar wind, even for neutrals. We found that the stellar wind and radiation block the metal accretion if the wind has the similar power to that of the Sun. This demonstrates that low-mass PopIII stars remain pristine and will be found as metal-free stars and that further searches for them are valuable in constraining the IMF of PopIII stars.
Language: English
Abstract: We investigate the physical conditions of molecular clouds near the young star cluster, Trumpler 14 of the Carina Nebula. The observations presented in this work are taken with the Fourier Transform Spectrometer (FTS) of the Spectral and Photometric Imaging REceiver (SPIRE) onboard the Herschel Space Observatory. Our field of view covers the edge of a cavity carved by Trumpler 14 about 1 Myr ago and marks the transition from HII regions to photo-dissociation regions. With the state-of-the-art Meudon PDR code, we successfully derive the physical conditions from the observed CO spectral line energy distributions~(SLEDs) in the observed region.
In this talk, I will discuss (1) the relationship between the derived physical conditions and the environments; (2) the reliability of tracing the physical conditions of PDRs with CII 158, OI 63 and 145 micron lines; (3) the empirical relationship between the thermal pressure (P) and the radiation fields strength (G_UV) and its implication.
Abstract: 太陽系内惑星の大気は，組成や温度構造，ダイナミクスにおいて大きなバリエーションを持ち，各天体固有の多様な化学・物理過程を反映している．その観測的解明には，探査機のみならず，地上大型望遠鏡による全球観測が非常に重要であり，探査機との相補性を発揮しながら，欧米を中心に多様な成果が生み出されてきた．ALMA,ASTEといったサブミリ波測器を用いた太陽系惑星大気観測は，惑星大気組成カタログの構築にとどまらず，分子ガスの3次元分布やダイナミクス，連続波すなわち温度分布の直接取得など，惑星大気環境の観測的制約において大きな強みを持つ．中でも，ガス惑星大気成層圏に偏在する揮発性分子の検出や，地球以上に豊潤かつダイナミックな土星衛星Titanの大気組成とその変動，ハビタブル天体である土星衛星Enceladusトーラス組成の直接観測などが近年のトピックである．私はASTEを用いた観測的研究に2010年から取り組み，木星以遠天体の大気組成と時間変動の研究を進めてきた(Iino+ 2014, 2016a, b)．近年は特にALMAデータの解析に注力しており，莫大な量(>100 TB!)の絶対強度較正データを科学研究用に転用し，Titanや海王星の大気組成，時空間変動，温度構造の研究に取り組んでいる(Iino+ 2018b etc)．本発表では，惑星大気観測で得られる物理量から，特に90年代初頭から英仏を中心に展開されてきた観測的研究成果の紹介，そしてASTE, ALMAを用いた我々の観測成果と今後の計画について紹介しつつ，星惑星形成研究やアストロバイオロジーとの接点について議論したい．
Language: Japanese
Abstract: 活動銀河核（AGN）の多様性を統一的に理解するには、AGN統一モデルの鍵 である核周囲のトーラス状分子雲（AGNトーラス）を観測し、その存在を実証すること、またその形態を調べることが重要である。しかし、考えられているトーラスは数pcスケールと物理的に小さく、直接の空間分解はごくごく近傍の銀河でしか期待できない。そこで我々は、近赤外線領域における一酸化炭素（CO）の振 動回転吸収バンド（4.7 µm）の分光観測に取り組んできた。分子雲が中心核の手前にあれば、中心核周辺からの熱放射を吸収する。吸収線観測のため母銀河から の寄与を受けず、背景光源がコンパクトなため実効的に高い空間分解能で観測できる。この手法はガスの分布を直接調べられないものの系統的な研究を行うことができ、ALMAなどによるCO純回転輝線の直接空間分解観測と相補的である。これまでに天文衛星「あかり」を用いて近赤外線CO吸収バンドを数十の赤外線銀河で観測した結果、トーラスに相当する高温・大柱密度の分子ガスが実際に存在すること、その分布形態が中心核の光度や核周辺での星形成活動に依存することが分かってきた。本講演では、これらの研究成果を報告し、JWST時代における本手法の展望についても紹介したい。
Language: Japanese
Abstract: 高エネルギーニュートリノはその優れた透過性から、宇宙空間伝搬中にエネルギー情報を失うことなく遠方天体から直進して地球まで到達できる。特に、天体での発生過程からも、長年の謎である「宇宙線陽子(核子)起源」を突き止められる。南極点氷河に埋設された1立方キロメートルの検出容量を持つニュートリノ観測装置「IceCube」は2012年以降、数十TeV以上の高エネルギー宇宙ニュートリノ候補を100事象近く報告しているが、それら事象の到来方向分布に既知天体との相関は見られず、起源天体は謎のままである。そこで、2016年春に始動した「ニュートリノ速報システム」に対して、光赤外やガンマ線を含む多波長電磁波追観測を実施する体制を整え「マルチメッセンジャー」の視点で起源天体の解明に取り組んでいる。その結果、2017年9月22日に検出された高エネルギーニュートリノ事象「IceCube-170922A」に対して、フェルミ衛星LAT検出器によるGeVガンマ線帯の追跡観測から、ニュートリノ事象到来方向の誤差領域内(約1平方度)にフレアしているブレーザーTXS 0506+056が確認され(ATel#10791)、初の起源天体同定の可能性が盛んに議論されている。 本講演では、高エネルギーニュートリノ観測の現状を紹介するとともに、IceCube-170922Aに対する「マルチメッセンジャー観測」の結果を解説する。
Language: Japanese
Abstract: In this talk, I will present a new extragalactic survey that characterise dusty galaxies at low redshifts: the Valparaíso ALMA Line Emission Survey (VALES). I will introduce the use of ALMA Band-3 CO(1-0) and APEX SEPIA Band-5 CO(2-1) observations to study the molecular gas content in a sample of ~100 main-sequence (and starburst) star forming galaxies up to z=0.35. The galaxies are far-IR bright [L_IR/Lo = 10^(10-12)Lo] emitters selected from the H-ATLAS survey over ∼160 deg^2 and present a rich wavelength coverage. We have spectroscopically detected (>5sigma in a previous Herschel campaign) 27 galaxies in [CII] and ~60 galaxies in CO, facilitating a characterisation of the ISM state in some of these galaxies via PDR modelling. One third of the ALMA targets are spatially resolved in CO, facilitating an exploration of the global Schmidt-Kennicutt law, and a kinematic interpretation for the star-formation activity. A non negligible fraction of galaxies is found to be molecular gas-rich (f_gas>30%), fractions which are similar to those found in normal high-redshift star-forming galaxies. I will show the future prospects of this campaign by introducing the follow-up campaigns we are leading from Valparaíso.
Language: English
Abstract: 生命がどのようにして生まれたのか？生命は我々以外にも存在するのか？という問いは今も科学における最大の未解決問題の一つである。地球上の生命はこの宇宙の中で現在知られている唯一の生命現象の例である。この地球上の生命の多様性、進化の流れが宇宙という大きな文脈の中でどのように位置付けられるのか見ていきたい。
Language: Japanese
Abstract: The combination of modern advancements in electronics and ever-increasing telescope apertures have resulted in the dawn of a new era. One where once rarely detected astrophysical transients are becoming increasingly commonplace and previous purely theoretical objects are now on the cusp of (potential) detection. In this talk I will discuss the burgeoning list of theoretical and observed fast transients and the “Deeper, Wider, Faster” survey; a simultaneous multi-wavelength high cadence survey featuring simultaneous radio to gamma-ray observations that has been designed to probe new parameter spaces and observe them.
Language: English
Abstract: The launch of powerful relativistic jets has been exclusively associated with giant elliptical galaxies. However, the recent detection of gamma−ray emission from Narrow-Line Seyfert 1 (NLSy1) galaxies raises doubts on this jet paradigm. We use deep NOT and ESO VLT near-IR imaging to characterize the morphology of 26 radio–loud (R-L) NLSy1s, including nine gamma−ray emitting NLSy1s (gamma−NLSy1s) to elucidate the conditions for AGN to produce radio jets. We resolved 20/26 host galaxies (6/9 of the gamma−NLSy1s). Consistent with radio-quiet NLSy1s and contrary to the jet paradigm, the host galaxies of R-L NLSy1s are disky systems with pseudobulges. In half of the host galaxies, we detect long and weak bars, which may promote inflow of gas to trigger nuclear activity. Majority of the galaxies show signs of mergers or interactions, consistent with models of bar formation and AGN activity. The bulge near-IR colours of gamma−NLSy1s are much redder than the rest of the R-L NLSy1s, suggesting recent star formation activity. The nuclear and bulge luminosities of R-L NLSy1s are correlated, indicating positive feedback by the powerful radio jets on the host galaxies.
Language: English
Abstract: Star-forming galaxies display a close relation among stellar mass, metallicity, and star formation rate (or molecular-gas mass). This is known as the fundamental metallicity relation (FMR) (or molecular-gas FMR), and it has a profound implication on models of galaxy evolution. However, there still remains a significant residual scatter around the FMR. We show here that a fourth parameter, the surface density of stellar mass, reduces the dispersion around the molecular-gas FMR. In a principal component analysis of 29 physical parameters of 41,338 star-forming galaxies, the surface density of stellar mass is found to be the fourth most important parameter. The new 4D fundamental relation forms a tighter hypersurface that reduces the metallicity dispersion to 50 per cent of that of the molecular-gas FMR. We suggest that future analyses and models of galaxy evolution should consider the FMR in a 4D space that includes surface density. The dilution time-scale of gas inflow and the star-formation efficiency could explain the observational dependence on surface density of stellar mass.
要旨: 黒点は太陽を代表する構造の 1つであり、その正体は強い磁場の集合体である。 一般的に黒点磁場は 3,000 ガウスと言われているが、 それでは一番強い磁場はどれくらいの強度を持つのだろうか。 これに答えるべく、太陽観測衛星「ひので」が 10年に渡って撮りためたデータを 全て調べてみたところ、太陽観測史上最大となる 6,250 ガウスの磁場を発見した。 典型的な強度の 2倍というのも驚きであるが、 さらに興味深いのは黒点内における最強磁場の存在場所である。 黒点の磁場は通常最も暗い部分（暗部の中心）が一番強いのだが、この黒点は そのルールに反し、暗くない部分（暗部以外）に存在するという特異な性質を示している。 なぜ暗部以上に強い磁場が暗部以外に作られるのか。 これは過去にも類似の報告例があるが、その成因については長年謎であった。 そこで、「ひので」の安定した長時間観測の利点を活かし、 今回発見された超強磁場を持つ黒点の数日間に渡る観測データを解析した結果、 最強磁場の地点に向かって、太陽面上にガスの強い流れが存在することを明らかにした。 これは、地球のプレート境界で地震を引き起こす歪が溜まるのと同様に、 磁極の異なる2つの暗部が近接しているとき、片方の暗部から延びるガスの流れが 他方の暗部を強く圧迫し、その衝突点で磁場が強められると我々は考えている。 他の黒点においても同様の傾向が見られ、我々は暗部より強い磁場領域形成の メカニズムに初めて一貫した説明を与えるに至った。
Abstract: I will present the European/ FP7 HELP project aimed at delivering homogeneous panchromatic data on cosmological Herschel fields. After a description of the deliverables I will illustrate the massive SED fitting performed on each field by the case of the ELAIS N1 field. The last part of my talk will be devoted to the analyses we performed with these data to characterize dust attenuation, and the impact of its variation on stellar masses determination.
Abstract: (TBA)
Abstract: 銀河の多様性が如何にして獲得されたのかという疑問は、銀河進化と結びつく大きな問題の一つである。 銀河進化は星形成を、星形成は分子ガスを介して行われることから、 銀河の分子ガスの性質を知ることがその解明に本質的であると言える。 近年の受信機の性能向上により、ケーススタディー的に過ぎなかった分子ガス撮像観測が多数の銀河に対しても行えるようになってきた。 我々は野辺山45m電波望遠鏡を用いた複数CO輝線撮像観測サーベイであるCOMINGを実施し、140以上の銀河のCO撮像に成功した。 本発表では、こうした状況を概観しつつ、COMINGデータを用いた環境効果、 特に銀河のおよそ半数が属する銀河群における分子ガスの性質について議論したい。
Language: Japanese
Abstract: 科学の世界の「作文」あるいは口頭発表において最も重要なのは、主張が明快で誤解なく伝わり、論理の筋が一貫していることなのは言を待ちません。日本語でもさることながら、英作文や英語発表の場合、それが決定的に重要なポイントになります。言うは易し行うは難し、本セミナーでは、論文の実例も採り上げながら、筆者(話者)の頭の中の筋を読者(聞き手)に伝わるように再構成して英文を紡ぐためのポイントを解説します。関連して、主語、否定文、冠詞について、特に日本語話者が陥りやすい誤りや誤読される文例を見ていきます。加えて、それらが、口頭発表(あるいは会話)の際にどのように応用でき、どこに特に注意すべきかを例示します。伝えたいことが伝わり、読者や聴衆をより惹きつけるものを提供できるようになる一助になることが、本セミナーの目標です。
Language: Japanese
Abstract: Our understanding of galaxy formation is largely based on the use of the Lyman discontinuity in the ultraviolet spectrum of galaxies. Discovering "Lyman break galaxies" revolutionized our vision of the distant Universe, providing a "complete" picture of the cosmic history of star formation and offering the best candidates for reionizing the Universe.
However, there are signs that pieces of the puzzle may be missing. The progenitors of massive ellipticals with compact stellar cores found at z~2 remain elusive; quasars and other distant monsters seem to hide most of their activity by dust attenuation; the density of cosmic star formation deduced from distant gamma-ray bursts suggests that much of the history of galaxy growth is still elusive.
Is a major episode of our series on the history of the universe missing?
I will present recent results obtained largely with the Atacama Large Millimeter Array, ALMA, that change our understanding of the history of galaxy formation and evolution, including the discovery of HST-dark galaxies, invisible to even the deepest images of the Hubble Space Telescope. Using ALMA to dissect galaxies, I will show a clear dichotomy between transparent UV regions and opaque regions in distant galaxies. Finally, I will use distant dusty galaxies as probes to search for distant galaxy clusters in formation.
Abstract: Star formation is a local process occurring at the scale of less than 100 parsecs over several 10 Myrs, while collectively, it can drive galaxy evolution at much larger scales. Various relations exist between quantities of the ISM, but we do not know which are the fundamental ones that drive galaxy evolution. Using a sample of GMCs in the nearby spiral galaxy M33 and NGC300 and utilizing the principle component analysis, we have identified two parameters which best express the properties of GMCs; one can be interpreted as "ISM content", and the other as "star formation activity". GMCs at different evolutionary stages have distinct values of ISM content and SF activity, with implications on how the GMCs and the surrounding environment evolve over several 10 Myrs. The analyses also reveal that at the scale of GMCs, dust mass correlates with star formation better than CO, and that an extended form of the Kennicutt-Schmidt relation holds regardless of GMC age.
