ALMAã§è¦³æ¸¬ã™ã‚‹èµ¤æ–¹åç§»ï¼˜è¶ ã®[OIII]８８ミクロン輝線 井上昭雄(大阪 ...

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井 上 昭 雄 ( 大 阪 産 業 大 学 )、 清 水 一 紘 ( 東 京 大 学 )、 松 尾 宏 ( 国 立 天 文 台 )、
田 村 陽 一 ( 東 京 大 学 )、 吉 田 直 紀 ( 東 京 大 学 )、 岡 本 崇 ( 北 海 道 大 学 )、 他
2013/10/28 ALMAワークショップ(high-z/AGN) 三 鷹

銀 河 形 成 開 始 期 の 直 接 的 下 限 値
宇 宙 再 電 離 光 源 の 直 接 的 同 定
HST/WFC3による 探 査 でdrop-out 法 の 最 遠 方 はz=9—12
Ellis et al.2013
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赤 方 偏 移 z>8 銀 河 の 近 赤 外 分 光 確 認 は 失 敗 続 き
o Brammer et al., Bunker et al., Capak et al., Treu et al.
o 再 電 離 期 の 銀 河 間 中 性 水 素 でLyαは 隠 されてしまう?
z=11.9 候 補
LBGのうちLyα 輝 線 が 強 い 割 合
Brammer et al.2013
赤 方 偏 移
Treu et al.2013
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赤 方 偏 移 z=7.51
Finkelstein et al. 2013, Nature, 502, 524
o z>7LBG 候 補 43 天 体 をKeck/MOSFIREで 分 光 して1 天 体 のみ 輝 線 検 出
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Lyαが 隠 されている→ 他 の 輝 線 の 利 用
ALMAによる 遠 赤 外 星 雲 輝 線 の 観 測 は?
[CII] 158ミクロン 輝 線
o Band 6: 211—275 GHz [CII]158 @ z=5.9—8.0
o Band 5: 163—211 GHz まだ 開 発 中 ?
[OIII] 88ミクロン 輝 線
o Band 7: 275—373 GHz → [OIII]88 @ z=8.1—11.3!
o Band 8: 385—500 GHz → [OIII]88 @ z=5.8—7.8
o Band 9: 602—720 GHz → [OIII]88 @ z=3.7—4.6
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Carina nebula by Mizutani et al. 2002
ISO LWS
[CII]
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30 Dor in LMC
by Kawada et al. 2011
with AKARI FIS-FTS
空 間 的 に 広 がった[OIII] 輝 線
カラー:[OIII]88 輝 線
コントア:24ミクロン
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Herschelの 観 測
o 近 傍 低 金 属 矮 小 銀 河 では[OIII]88/[CII]158=1—10!
ALMAの 観 測
o 赤 方 偏 移 z=6 LAEでは[CII]158が 受 からない!
Ouchi et al.2013
[OIII]88/[CII]158
Madden et al.2012
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z>8を 確 認 する 輝
線 として[OIII]88
がすごく 良 い?
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Cloudy c13.00 (Ferland et al.2013)
輝 線 光 度 /SFRの 対 数
赤 :logU=-3.0
青 :logU=-2.0
緑 :logU=-1.0
点 線 :logn=0.0
実 線 :logn=1.0
破 線 :logn=2.0
×: 近 傍 矮 小 銀 河
◇:LMC/30 Dor
金 属 量 の 対 数
Inoue et al. 2013
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宇 宙 論 的 流 体 銀 河 形 成 シミュレーション(Shimizu et al.)に 輝
線 モデルを 導 入
o 星 形 成 、SNフィードバック、
化 学 進 化 を 整 合 的 に 解 く
o UDF12 LBG 探 査 結 果 と
直 接 比 較 可 能 なモデル
近 傍 矮 小 銀 河 の 観 測
と 合 う 星 雲 パラメータ
o logU=-2.0
o logn=1.0
[OIII]88 輝 線 光 度 / 赤 外 光 度
Inoue et al. 2013
赤 外 光 度 ( 太 陽 光 度 ) 対 数
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遠 赤 外 域 の 電 離 領 域 輝 線 で 最 強 は[OIII]88ミクロン 輝 線
o 高 密 度 では52ミクロン 輝 線
UV 観 測 等 級

MACS1149-JD (Zheng et al.2012; Bouwens et al.2013)
Gravitationally-lensed LBG at z=9.7
H160=25.7 AB
Magnification factor 14.5
重 力 レンズシアー & Spitzer 検 出
もっとも 信 頼 度 の 高 いz~9 候 補
Zheng et al.2012
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横 軸 より 強 い[OIII]の 累 積 確 率
H160=25.7 AB (magnification) 28.4—29.0 AB
>2.5mJyの 確 率 50%
10-20 分 で 検 出
4 回 のスキャン
で 合 計 約 2 時 間
[OIII]88 強 度 [mJy]
1シグマ [mJy]
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68%
95%
スキャン 範 囲
観 測 周 波 数 [GHz]

赤 方 偏 移 z>8 銀 河 の[OIII]88 探 査 :Band 7
赤 方 偏 移 z~7 銀 河 の[OIII]88+[CII]158 探 査 :Band 8+6
o 分 光 zがある 天 体 でモデルの 確 認
• z=6.2—6.4, 6.8, 7.1—7.7
o NB1006 LAEが 良 いターゲット
• Shibuya et al. (2012) LAEs
• On-source 2~3 h?
o NB921, NB973 LAEは 難 しい
RMS [mJy]
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2
1.5
1
0.5
Integration: 1 h
Velocity width: 50 km/s
DEC=-5deg
Antenna: 34
Angular resolution: 1.0 arcsec
Weather: Automatic Choice
ALMA Band 8 感 度 (Cycle2)
NB1006
(z=7.3)
NB973 NB921
0
(z=7.0) (z=6.6)
385 435 485
振 動 数 [GHz]

赤 方 偏 移 8 超 銀 河 の 分 光 赤 方 偏 移 の 確 定 には[OIII]88ミクロ
ン 輝 線 の 利 用 がベスト
Cloudyをもとに 遠 赤 外 輝 線 強 度 モデルを 作 成
宇 宙 論 的 流 体 銀 河 形 成 シミュレーションに 輝 線 強 度 モデルを
組 み 込 み、リアルな[OIII] 輝 線 強 度 予 想 を 実 現
重 力 レンズLBG MACS1149-JD at z=9.7は 最 良 の 観 測 候 補
オーバーヘッド 込 み 約 2 時 間 のALMA 観 測 で[OIII] 輝 線 を 検 出
できる 可 能 性 が 高 い(Cycle 1 DDT 提 案 済 )
今 後 の 展 開 : 協 力 者 求 む!!
o 他 のz>8 天 体 の[OIII]88サーベイ(Cylce2)
o 分 光 z 既 知 のz~7 天 体 で 輝 線 モデルの 検 証 (Cycle2)
o [OIII]52, [NIII]57, [OI]63, [CII]158などフォローアップ( 将 来 )
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