ASTE/AzTECサブミリ波銀河探査プロジェクト

田村 陽一(NRO → 東京大学 天文学教育研究センター)

NROユーザーズミーティング野辺山宇宙電波観測所, 27-28 July 2011

河野 孝太郎 (東大), Grant Wilson (UMass), 廿日出 文洋 (京大), 五十嵐 創, 鈴木 賢太, 梅畑 豪紀 (東大),

伊王野 大介, 川辺 良平, 大島 泰 (NRO), 中西康一郎, 江澤 元 (ALMA)Min Yun, Chirstina Williams (UMass), Kim Scott (U. Penn), Jason Austermann (U.Colorado), Thushara Perera (IWU),David Hughes, Itziar Aretxaga (INAOE), AzTEC/ASTE team

and many, many collaborators

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STE+AzTEC ★

SM G S U RVEY

What’s new in 2011 results

! 解析が進行中! (1) サブミリ波銀河種族の統計的理解

! (2) 興味深い特徴を持つサブミリ波銀河を続々と発見

! 着々と成果をアウトプット! 論文数が倍増。(Aretxaga et al. 2011; Hatsukade et al. 2011;

Humphrey et al. 2011; Ikarashi et al. 2011; Tamura et al. 2010; Williams et al. 2011)

! 学位取得。(M論1名)

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Large sample / Statistics

(Cosmology, Galaxy Formation)

Multi-wavelength data

(Galaxies and SMBHs)

Why are SMGs so important?

Cosmic Infrared Background

Large-scale structure

Dark matter

Formation of

Super-massive black hole

Quasar

Formation of

Giant ellipticals

Cosmic star-formation history “Galaxy Zoo”

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AzTEC/ASTE SMG Survey (2007-08)

! 巨大なサンプルを構築 (2平方度, 約1000ソース)

! AzTEC/ASTE: 波長 1.1 mm, HPBW=28”, 144 px.

! すばる/あかりとの連携で多波長データを確保! Blank: ADF-S, SDF, SXDF; Biased: SSA22, HzRGs, ...

カメラ/望遠鏡(波長)運用期間

面積 (平方分)

深さ (mJy/b)

検出数

AzTEC/ASTE(1.1mm)

SCUBA/JCMT(850μm)

MAMBO/IRAM(1.2mm)

2007-08 (7ヶ月) 1997-2005 1998-2007

~ 8000 1200 1500

0.5-1.0 0.5-1.2 (注1) 0.7-1.5 (注1)

~ 1000 210 60

(注1) 深さは、1.1mmにスケールしている.(注1) 深さは、1.1mmにスケールしている.

↓ AzTECカメラ

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2011年の成果(1)

サブミリ波銀河種族の統計的理解

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Clustering of 1.1mm-selected dusty starburst population

! クラスタリング解析! 銀河の空間分布とダークマター分布

(モデル)を比較し、銀河が付随するダークハローの質量を求める

! 結果! 明るいソースでより強いラスタリング! ! 明るいソースはより重いdark halo

に付随？or 狭い赤方偏移に集中？! ダークハロー質量 ~1012-13 Msun

! 大質量のハローに存在することを示唆! 近傍宇宙の銀河団スケールに相当

bright (>3mJy) source faint (<3mJy) source

ADFS

SXDF

領域ごと・1.1mmフラックスごとの2点角度相関関数 !(")

(B. Hatsukade et al., in prep.; see also Poster #XX)

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3.6-8μm

SpitzerSpitzer

24μm

VLA

21cm

Herschel

250-500μm

AzTEC

1100μm

AzTEC Deep Survey:Subaru/XMM-Newton Deep Field

SXDF1100.159(Yabe+, in prep.)

photo-z distribution of AzTEC SMGs in SXDF(Ikarashi+, in prep.)

! AzTEC/SXDF (211 sources over 997!’)! Multi-wavelength study of AzTEC sources

! counterpart identification! photo-z distribution! z>5 SMG candidates

! FMOS/Subaru spectroscopic follow-up! redshifts of several AzTEC sources determined.

(S. Ikarashi et al., in prep.)

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AzTEC Deep Survey: Proto-cluster around 4C 23.56 at z=2.48

(K. Suzuki et al., in prep.)! AzTEC/SXDF (35 sources over 167!’)

! We discovered 1.1 mm sources, some of which overlap the proto-cluster members (H# emitters; I. Tanaka et al. 2011).! H# emitters (HAEs) are dusty star-forming galaxies as candidates

for progenitors of massive cluster galaxies.! CARMA, PdBI, EVLA follow-up studies are on-going.

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AzTEC Deep Survey:SSA22 Protocluster/ multi-wave ID

AzTEC/SSA22 (1000 sources over 1000 arcmin2)181 “IRAC red” counterparts candidates for 54 AzTEC sources

Objective: “Are SMGs really trace density peaks of matter at high redshift?”

Photometric redshift estimatesUBVRi’z’JHK + MIR (IRAC,MIPS) + 20cmopt-NIR (HyperZ)MIR-radio (Baysian MC dust-z, Tamura 11, in prep.)

SED fits and photo-z estimates of SSA22-AzTEC10-b

(H. Umehata et al.; See also Poster #23)

A schematic picuture of SMGs in the SSA22 protocluster (YT+09)

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2011の成果(2)

興味深い特徴を持つサブミリ波銀河の発見

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30 arcsec

SSA22 原始銀河団 (z=3.1)

30 arcmin

! "CDM は密度ピークに巨大銀河とSMBHの形成を予言。! SSA22-AzTEC1: SSA22原始銀河団で最も明るいSMG

! 大規模構造に付随 (photo-z ~ 3.1)

! 埋もれたSMBH (LX ~ 1044.5 erg/s) →原始QSO!?

! ｢隠された｣宇宙星形成史 → ALMA時代の最重要課題

SSA22-AzTEC1:A Protoquasar in a Protocluster?

(Y.Tamura et al., 2010, ApJ, 724, 1270)

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An ultra bright SMG “Orochi”

z~1.4lens galaxy z=3.4 starburst

CO(1-0) by GBT

Inoeu+ in prepz=3.4

opt/NIR photo-z~1.4

Ikarashi+2011

! Orochi (SXDF1100.001)! The brightest

(38mJy) in the AzTEC Survey.

! SMA/CARMA confirmed its accurate position.

! Zpectrometer/GBT confirmed z = 3.4.

! Orochi is probably gravitationally lensed by a foreground galaxy.

(S.Ikarashi et al 2011, MNRAS, in press)

10”

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2011の成果(3)

NROワークショップの開催

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Summary

! AzTEC/ASTE「SMG discovery から SMG study へ」! 大規模なサーベイを完了、膨大なサンプル：数平方度, 約1000個のSMG

! 科学的成果

! SMGの統計的・集団的性質の理解へ大きく前進

! これまで理解されてこなかった特殊なSMGも続々発見

! 累積論文数：11編! 共同研究

! すばる等のフォローアップ! Herschel チームとの共同研究! NRO WS の開催

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AzTEC/ASTE SMG Project 2011-

! AzTEC/ASTE 合同プロジェクトのアクティビティ! 共同利用時間の獲得努力：ALMA, SMA, CARMA, EVLA; Herschel; Subaru,

Keck, Gemini, VLT! ALMA/high-z 関係 (submitted)：> 10本 (?)

! 2011年7月現在の投稿状況 ：出版・受理 11本, 投稿中１本! Wilson et al. 2008, MN, 390, 106; Tamura et al. 2009, Nature, 459, 61; Hatsukade et al. 2010, ApJ, 711,

974; Rex et al. 2010, A&A, 518, L13; Scott et al. 2010, MN, 405, 2260; Tamura et al. 2010, ApJ, 724, 1270;

Hatsukade et al. 2011, MN, 411, 102; Williams et al. 2011, ApJ, 733, 92; Ikarashi et al. 2011, MN in press.;

Aretxaga et al. 2011, MN in press.; Humphrey et al. 2011, MN in press.; Yun et al. MN, submitted.

! 学位論文状況：D論２本, M論３本, B論１本 (いずれも東大)

! 将来計画もめじろおし。! 特推 多色サブミリ波カメラ (河野, 大島他)