boselli:<2017/6/20>(10:3) :

目次

まえがき
第1章
1.1
1.2
1.3

第I部
第2章
2.1

第3章
3.1
3.2

3.3

3.4

第4章
4.1

i

はじめに銀河1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

1
多波長アプローチ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 5
本書の目的 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 11銀河における輻射源と輻射過程

15

X線

17

連続波

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 17

2.1.1
2.1.2
2.1.3

離散的輻射源・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 18

活動銀河の X 線輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 21
高温ガス・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 21

紫外線‒可視光線‒近赤外線

25

連続波: 恒星からの輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26
輝線

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 28

3.2.1 水素輝線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 32
3.2.2 金属 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 34
吸収線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35
3.3.1 水素吸収線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35
3.3.2 他の元素の吸収線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 37
分子線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 38
3.4.1 H2 近赤外輝線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 38
3.4.2 H2 紫外吸収線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 38

赤外線39

連続波: ダスト輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 40

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目次

vi

4.2

第5章
5.1

5.2

5.3

輝線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 42
4.2.1 多環式芳香族炭化水素 (PAH) ・・・・・・・・・・・・ 43
4.2.2 光解離領域 (PDR) からの冷却輝線 ・・・・・・・・・・ 44
4.2.3 H2 スペクトル線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 46
4.2.4 Lyα 散乱輝線のダスト吸収 ・・・・・・・・・・・・・・ 47

ミリ波およびセンチメートル波電波輻射

49

連続波 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 49
5.1.1 熱制動（自由–自由遷移）輻射 ・・・・・・・・・・・・ 49
5.1.2 シンクロトロン輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 50
5.1.3 ダスト輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 51
輝線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 52
5.2.1 分子輝線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 52
5.2.2 Hi 輝線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 53
吸収線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 55
5.3.1 Hi 吸収線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 55

第 II 部 多波長データから導かれる物理量

57

第6章

59

6.1
6.2

第7章
7.1
7.2

第8章
8.1

8.2

第9章
9.1

高温 X 線放射ガスの性質

X 線光度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 59
ガス温度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 59

ダストの性質61

遠赤外線光度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 61
ダスト質量および温度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 64

電波の性質

69

電波光度への各成分の寄与の決定 ・・・・・・・・・・・・・・ 69
8.1.1 センチメートル波帯でのシンクロトロン輻射対熱制動
輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 69
8.1.2 波長 λ ≤ 1.5 mm での低温ダスト成分の輻射 ・・・・・・ 70
電波光度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 72

スペクトルエネルギー分布 (SED)75

紫外線–近赤外線領域 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 76
9.1.1 紫外線，可視光線，近赤外カラー ・・・・・・・・・・・ 79

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9.2
9.3vii9.1.2 SED への種族合成モデルによるフィット ・・・・・・・ 80
中間–遠赤外線領域でのダスト輻射 ・・・・・・・・・・・・・・ 82
9.2.1 中間，遠赤外線カラー ・・・・・・・・・・・・・・・・ 84
熱的および非熱的電波輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 87

第 10 章スペクトルフィーチャー

89

10.1 輝線・吸収線による銀河の性質の決定 ・・・・・・・・・・・・ 89
10.1.1 中心核活動性の分類 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 90
10.1.2 ポストスターバースト銀河およびポスト星形成銀河の分類 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 90
10.1.3 輝線診断 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 92
10.2 輝線から求める金属量 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 98
10.3 吸収線から求める星の年齢および金属量 ・・・・・・・・・・・102

第 11 章ガスの性質

10711.1 ガス密度，質量および温度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・107
11.1.1 中性水素 Hi 質量 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・108
11.1.2 水素分子質量 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・115

第 12 章ダスト減光

12512.1 銀河系による減光 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・126
12.1.1 減光曲線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・128
12.2 銀河内部の減光 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・131
12.2.1 輝線の減光 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・133
12.2.2 星連続波輻射の減光 ・・・・・・・・・・・・・・・・・134

第 13 章
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
13.7

星形成指標

143

初期質量関数 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・143
星形成率 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・144
星出生率と比星形成率 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・146
星形成効率とガス消費タイムスケール ・・・・・・・・・・・・146
水素輝線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・147
紫外線星連続波輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・150
赤外線・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・151

13.7.1 全赤外線光度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・151
13.7.2 単色赤外線光度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・152
13.8 電波連続波輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・153

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目次

viii

13.9 その他の指標 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・154
13.9.1 X 線光度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・154
13.9.2 禁制線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・155
13.9.3 [Cii] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・156
13.9.4 電波再結合線 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・156
13.10 種族合成モデル ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・157
13.10.1 星形成活動の年代決定 ・・・・・・・・・・・・・・・157

第 14 章

光度プロファイルと構造パラメータ159

14.1 表面輝度プロファイル ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・159
14.1.1 動径プロファイル ・・・・・・・・・・・・・・・・・・159
14.1.2 早期型銀河の中心表面輝度 ・・・・・・・・・・・・・・162
14.1.3 晩期型銀河の鉛直方向プロファイル ・・・・・・・・・164
14.2 構造パラメータ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・165
14.2.1 全等級，有効半径と表面輝度 ・・・・・・・・・・・・165
14.2.2 バルジ–ディスク比 ・・・・・・・・・・・・・・・・・165
14.3 形態パラメータ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・165
14.3.1 中心集中度指標 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・166
14.3.2 非対称性 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・167
14.3.3 クランピネス ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・167
14.3.4 ジニ (Gini) 係数 G および銀河の 20 % フラックス 2 次モーメント M20 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・167

第 15 章星質量および力学質量16915.1 種族合成モデルによる星質量推定 ・・・・・・・・・・・・・・169
15.2 力学質量 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・174
15.2.1 円盤銀河の回転曲線とダークマター分布 ・・・・・・・175
15.2.2 力学的観測による楕円銀河の全質量 ・・・・・・・・・181
15.2.3 X 線観測による楕円銀河の全質量 ・・・・・・・・・・184
15.2.4 超大質量ブラックホールの質量 ・・・・・・・・・・・184

第 III 部 銀河進化の探求

189

第 16 章191

統計量16.1 銀河計数 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・191
16.1.1 観測された銀河計数 ・・・・・・・・・・・・・・・・・193
16.2 光度関数 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・194

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ix

16.2.1 光度関数のパラメータ ・・・・・・・・・・・・・・・・199
16.2.2 光度分布と 2 変数光度関数 ・・・・・・・・・・・・・・200
16.2.3 観測された光度関数 ・・・・・・・・・・・・・・・・・201
16.3 光度密度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・206
16.3.1 宇宙の星形成史と星質量の成長 ・・・・・・・・・・・207

第 17 章スケーリング則209

17.1 分光測光的スケーリング則 ・・・・・・・・・・・・・・・・・210
17.1.1 色–等級関係およびカラー–カラー関係 ・・・・・・・・210
17.1.2 星質量–金属量関係 ・・・・・・・・・・・・・・・・・212
17.1.3 星質量–ガス質量関係 ・・・・・・・・・・・・・・・・214
17.1.4 星質量–星形成率関係 ・・・・・・・・・・・・・・・・216
17.2 構造的スケーリング則 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・217
17.2.1 表面輝度–絶対等級関係 ・・・・・・・・・・・・・・・217
17.2.2 コーメンディ (Kormendy) 関係 ・・・・・・・・・・・・218
17.3 力学的スケーリング則 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・219
17.3.1 タリー–フィッシャー (Tully–Fisher) 関係 ・・・・・・・219
17.3.2 フェイバー–ジャクソン (Faber–Jackson) 関係および基準平面 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・221
17.3.3 k 空間 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・224
17.4 超大質量ブラックホールスケーリング則 ・・・・・・・・・・・224

第 18 章銀河の物質循環229

18.1 星形成 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・230
18.1.1 シュミット (Schmidt) 則 ・・・・・・・・・・・・・・・230
18.2 フィードバック ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・233
18.2.1 AGN フィードバック ・・・・・・・・・・・・・・・・233
18.2.2 大質量星フィードバック ・・・・・・・・・・・・・・・236

第 19 章銀河進化への環境の役割

239

19.1 銀河環境の指標 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・239
19.1.1 高密度領域検出法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・240
19.1.2 他の高密度領域の定量的指標 ・・・・・・・・・・・・243
19.2 銀河への擾乱の観測 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・244
19.2.1 他の銀河擾乱の指標 ・・・・・・・・・・・・・・・・・246

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目次x

補遺 A
A.1

A.2

補遺 B
B.1

補遺 C
補遺 D

測光的赤方偏移と K 補正

251

測光的赤方偏移 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・251
A.1.1 紫外線–可視光線–近赤外線測光的赤方偏移 ・・・・・・251
A.1.2 遠赤外線–電波連続波測光的赤方偏移 ・・・・・・・・・254
K 補正 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・255

広帯域測光

257

測光システム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・257

物理・天文学定数および単位換算

261

輻射輸送の基礎262

D.1

輻射の現象論: 基礎概念 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・262

D.2

D.1.1 輻射強度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・262
D.1.2 フラックス密度およびフラックス ・・・・・・・・・・・264
D.1.3 等級 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・264
輻射輸送方程式 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・265
D.2.1 平衡平板層の場合の解 ・・・・・・・・・・・・・・・・265
D.2.2 熱輻射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・266
D.2.3 電波での応用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・267

参考文献（原著）

268

参考文献（訳者補足）

305

索引306

訳者あとがき

319

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