南谷哲宏（北海道大学 大学院理学研究院）

竹腰達哉、徂徠和夫（北大）、水野範和（国立天文台）、河村晶子、福井康雄（名大）、大西利和（大阪府大）、
河野孝太郎（東大）、小麦真也（JAXA/ISAS）、濤崎智佳（上越教育大）、
Monica Rubio（チリ大）、AzTEC/ASTE team マゼラン雲 大マゼラン雲の巨大分子雲

 大マゼラン雲に対する1.1mm連続波高感度観測 その他の領域

 ASTE搭載多色連続波カメラ

ともかく、距離が近い！！
どの望遠鏡で見ても最も詳しく観測できる。
南半球からでないと観測できない。

赤外線

可視光

Blue : 3.6μm
Green : 8μm
Red : 24μm

Meixner et al. 2006

Fukui et al. 2008

HI

Kim et al.

CO(J=1-0)

可視光

赤外線

Bolatto et al. 2007

1000光年

Mizuno et al. 2001

HI

Stanimirovic et al. 1999

CO(J=1-0)

 圧倒的に近距離にある銀河

 どの波長で観測しても、最も詳しく観測できる銀河 重元素量が銀河系より少ない

 大マゼラン雲で1/4, 小マゼラン雲で1/10
 大マゼラン雲には、若い大規模星団が存在

生まれたばかりの、若い星の集まりが、強い紫外線を出して、周囲のガスを電離している 距離～50kpc（～15万光年）
 星形成活動が活発 273個の巨大分子雲
イメージ：光学写真
コントア：12CO（J=1‐0） 積分強度
（Fukui et al. 2008）

 質量 > 2x104 Msun

（Fukui et al. 2008）

HII領域も若い星団も付随しない~ 600万年「星なし」（Starless）

56 個 (24.3 %)Type I
小規模HII領域のみ付随
120 clouds (52.2 %)~ 1200万年Type II

若い星団
大規模HII領域が付随
54 clouds (23.5 %)~ 600万年Type III
150 pc若い星団のみ~ 400万年
Fukui (2006),
Kawamura et al. (2009)

N206D(Type II)

GMC225(Type I)

12CO（J=3‐2）

N159(Type III)

10080

12CO（J=1‐0）

4020
Minamidani et al. 2008

0

積分強度 （K km/s）

60

HII領域
Type Iも若い星団も付随 (GMC225)
しない
T

小規模
HII領域
のみ付随

Type II(N206D)
n(H2)

若い星団
大規模
HII領域
が付随
150 pcType III(30Dor,N159)(Fukui 2006,
Kawamura et al. 2009)

 GMCの進化

 クランプの密度上昇、温度上昇(Minamidani et al. 2008,
Minamidani et al. in prep.) マゼラン雲のような重元素量の小さな銀河における、分子ガスとダストの関係は？
 そこでの星形成との関係は？

 巨大分子雲中の低温ダストからの連続波放射 ダスト質量の大半を担っている
 温度・質量を導く

 距離 ～ 50 kpc
 Face-on 重元素量1/3 – 1/4 Zsolar ガス/ダスト比

銀河系に比べて高い
Fukui et al. 2008 紫外線放射場が強い

低温ダストの性質を調べる

MIPS160μm

分解能 40秒角 ~ 10pc @ LMC

Bernard et al. 2008 SEST 15m 鏡
 SIMBA 37素子ボロメータ
 1.2mm帯
 HII領域方向の観測 30Dor, N159, etc.
 Tdust: 17 – 24K
 Mdust: ～103 Msun ガス/ダスト比: 10 – 600(Ferreira 2004)

N159領域

Fukui et al. 2008

 LMC N J0547-7041(GMC225)

 HII領域も、若い星団も付随しない
 Type I GMC(Kawamura et al. 2009) M ～ 1x106 太陽質量(Fukui et al. 2008)

Kawamura et al. 2009 ASTE望遠鏡

 口径１０ｍ
 AzTEC

AzTEC

 半導体ボロメータカメラ
 144素子
 波長 1.1mm (270GHz) 帯域幅 50GHz
 NEP ～ 5x10-17 W/√Hz ビームサイズ：28秒角(7pc @ 50kpc)
 2008/10/7, 12/25-26
 観測時間：16時間
 リサージュ スキャン 1σ ～ 1.4mJy/beamカラー：1.1mm連続波フラックス
黄コントア：5σレベル（～7mJy/beam）

カラー：Spitzer MIPS160μm
コントア： 1.1mm連続波

カラー：1.1mm連続波
青コントア：12CO(J=1-0)積分強度（SESTによる）

 大質量星形成の兆候の見られない巨大分子雲、

LMC N J0547-7041に対して、AzTEC-ASTE
で、1.1mm連続波観測を行った。
 1σ～1.4mJy/beam という高感度を達成
 空間分布は、160μmや、CO輝線と良い一致
 SEDフィットから

Tdust = 14.3 K, Mdust = 4.2x103 Msun

HII領域のものより低温 ガス/ダスト比 = 170

Image: SERC‐J
Contour: 12CO(J=1‐0)(Mizuno et al. 2001)「なんてん」の12CO(J=1-0)で検出したものは、すべて1.1mmでも検出。
それ以外にも、1.1mmソースを多数検出

緑コントア：5σ (~ 2mJy/beam)

28” (8pc)スケールの分解能での初めての全面観測
上：Spitzer 160μm
下：AzTEC 1.1mm・5σ ~ 25mJy/beam

28” (7pc)スケールの分解能での初めての全面観測

イメージ：光学写真
コントア：12CO（J=1‐0）積分強度（Fukui et al. 2008）

AzTEC 1.1mm

 やはり、ミリ波～サブミリ波帯の連続波カメラが欲しい！！
 特に短波長（高周波）側
 ASTEに搭載する連続波カメラを開発中（東大・国立天文台・北大）
大島泰（NRO）、川村雅之（東大/NRO）
南谷哲宏、竹腰達哉（北大）
田村陽一（NRO）
河野孝太郎（東大）、江澤元、川辺良平（NRO）

0.85mm帯
1.1mm帯0.45mm帯

Difference of color in sub-mm Î Difference indistance ‘Redder’ galaxies = more distant

Far

Distance

Brightness of galaxy (mJy)

Multi-band measurementof brightness of galaxies

NearÎ Extensive MULTI COLOR SMG imaging observations!!!

Short

Wavelength (mm)WavelengthLong TES bolometer

TES: Utilize rapid resistance change in superconducting – normal statetransition
 High sensitivity and fast response High yield based on micromachining technique Multiplexable

Î Large & sensitive array
 Low vibration sensitivity Î use of mechanical cooler

Î No more cryogens! + remote operation capable!
 Array design based on SPT spider web type absorber
Wiring mask pattern Coupling to optics
 conical horn array resonance cavity
 Bolometer NEP(expected)

 60aW/√Hz @ 270GHz
 70aW/√Hz @ 350GHz
 100aW/√Hz @ 650GHzÎ Background limited (BLIP)

Shirokoff+2009

by M. Kawamura

ASTE望遠鏡搭載
連続波カメラの開発

Phase
搭載時期
バンド数
周波数帯
波長帯
画素数
FWHM
視野NEFDI
2010年10月
2270/350GHz
1100/850μm
169/271
28/22”
7.5’
10/35mJy/√s

II
2011年6月
2270/350GHz
1100/850μm
169/271
28/22”
7.5’
10/35mJy/√s

Options
 2010年１０月 ASTE望遠鏡搭載

III
2012年6月
2350/670GHz
850/450μm
271/88122”/11”7.5’
35/80mJy/√s
Multi color TES?
(O’Brient+2009) 大質量星形成の兆候の見られない巨大分子雲、

LMC N J0547-7041に対して、AzTEC-ASTE
で、1.1mm連続波観測 1σ～1.4mJy/beam という高感度を達成
 空間分布は、160μmや、CO輝線と良い一致

 SEDフィットから
Tdust = 14.3 K, Mdust = 4.2x103 Msun
HII領域のものより低温 ガス/ダスト比 = 170
 LMC全面, SMC全面, SMC NE領域も観測済み
 ASTE搭載多色連続波カメラを開発中

 2010年１０月 ASTE望遠鏡搭載予定！！