系外銀河の星形成活動 平下 博之 (H. Hirashita) (筑波大学) 内容 1. 2. 3. 4. (系外)銀河を観測する意義 近傍銀河 ダストモデルの再構築 まとめ 1. (系外)銀河を観測する意義 ダスト ダストを通して星間ガスの物理状態が分かる 星間輻射場(←ダストの温度) 重元素量(←ダストの量⇔銀河の化学進化) 分子形成率 可視の減光(⇒可視観測結果の解釈に本質的影響) ダストは「星形成・超新星爆発」を反映 超新星はダスト・重元素の供給源 ダスト破壊(←サイズ分布) ⇒SN feedbackを反映 ガス 分子輝線(回転・振動遷移) 励起状態→ガスの温度・密度 分子雲の存在量(⇔星形成との関連) 系外銀河の化学 ダスト・ガスのどちらで反応が起きるか 破壊⇒衝撃波 銀河ごとの個性の理解(Takano et al. 2002) ALMAの特徴 これまでにない分解能 ~ 0.01” (0.5 pc at 10Mpc) ⇒近傍銀河の分子雲が分解できる ・分子雲の質量関数(⇔星のIMFとの関連) ・星形成領域との関係(⇒星形成効率を評価) 2. 近傍銀河 M33: 0.85 Mpc Engargiola et al. (2003) BIMA CO observation Beam size ~ 50 pc 基礎観測案I 中井氏発表(7月国立天文台) ビームサイズ:1” (< 50pc) – – – – 距離 < 10Mpc 数10個 12CO(1-0) ・・・・・分子ガスのトレーサー dV = 2 km/s M31, M33 1” = 3.4 pc t = 1 min, 5rms ~ 3.3 K St ~ 300 h (M31), 150 h (M33) 他 t = 10m, 5rms ~ 1 K Σt~16 h for 5’x5’ 基礎観測案 II 中井氏発表(7月国立天文台) ビームサイズ:0.2” (3 pc at 3 Mpc) – – – – – 個別銀河の高分解能マッピング M83、NGC253、Antenna (スターバースト) 12CO(1-0) dV = 2 km/s t = 2 h, 20rms = 10 K 流体力学的進化(数値計算) Molecular abundance → Small-scale structures < 50 pc Hirashita et al. (2003) Wada & Norman (2001) 3. ダストモデルの再構築 ダストを特徴付ける過程 (1)SN II中でダストがどれだけ形成されるか? (2)衝撃波によるダストの破壊 ⇒ダスト量・サイズ分布の進化 超新星によるダスト供給のレシピ Hirashita & Ferrara (2002) (1) Dust is supplied by Type II SNe (m* > 8 Msun). (2) Dust per SN = 0.4 Msun (Todini & Ferrara 2001). cf. Nozawa et al. (2003) SFR (t) ⇒ SN II rate (t) ⇒ Mdust (t) コンパクト星形成領域のダスト光度進化 Dust is concentrated⇒large t SFR = 1 Msun/yr SBS 0335–052 (可視) D = 53 Mpc 300 pc Vanzi et al. (2000) 低金属量(1/41 solar) 中間・遠赤外で明るい(⇒ダスト光度は我々の予言に一致) ダスト光度の進化:まとめ コンパクトな星形成領域の性質 ダストの「自己汚染」が重要(tが十分大きくなる) ガスの加熱効率も下がる(Hirashita & Hunt 2004) ⇒爆発的星形成??? 高赤方偏移で重要 根本的問題: 本当にコンパクトかどうか直接確かめられていない ⇒ALMAで分解する 波長方向の情報を加える ダスト輻射のSED (1)ダストのサイズ分布を反映 (2)ダストの組成を反映 SED(ダストサイズ依存性) Todini-Ferrara-type Nozawa-type SNによって形成されるダストのサイズが重要 Shatteringによるダスト破壊 n = 0.25 cm–3 T = 104 K B = 3 mG 1 SN passage Initial n(a) ∝ a–3.5 Final n(a) ∝ a–4 ShatteringによるSED変化 高赤方偏移銀河のカラーの 解釈に重要 サブミリは鈍感 5. まとめ 観測提案(目的) (1) 近傍銀河面をサーベイ観測する (2) コンパクトな星形成領域を分解する (3) 超新星によるダスト供給と破壊を理解する (1) 星間物理の幅広い物理状態による検証 (2) ダストの自己汚染の重要性 (3) 超新星とダストの関連については今後 パラメータサーベイが必要
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