Colloquium 2012.4-2013.3, Dept Astronomy, Kyoto Univ

第492回
題目Title：赤外線天文衛星「あかり」が解き明かす星間固体微粒子の進化
講師Speaker：金田 英宏 氏　(名古屋大学理学研究科)
日時：1月24日(木) 午後4時 〜
Date: Thursday, January 24th, 2013 starting at 4:00 p.m.
概要Abstract:
宇宙から来る赤外線の多くは、宇宙空間に漂う固体微粒子（ダスト）からの熱放
射によるものである。つまり、赤外線は、気相ではなく固相の星間物質 を見て
いる。若い星が活発に生まれている場所や銀河では、強い紫外線によってダスト
が高温に温められるため、赤外線でとても明るく光る。これまで は、そのよう
な赤外線で明るい領域が選択的に研究されてきたため、ほとんどの場合、ダスト
の赤外線放射は、単に星形成活動の指標、あるいは雲に隠 された若い星を見つ
けるための手段として利用されるに過ぎなかった。つまり、星間ダストの赤外線
強度や温度は議論されるが、その物理・化学特性が 環境でどう変化するかを詳
細に研究されることはほとんどなかった。我々が2006年に打ち上げた赤外線天文
衛星「あかり」で感度が向上し、全天を 観測したため、超新星残骸、銀河ハ
ロー、銀河核近傍、星間ショック領域などのさまざまな環境でのダストの振る舞
いが明らかになった。
星間空間に漂う固体微粒子は大きく分けて2種類、シリケート系とカーボン系の
ものから成る。これらが進化して、前者は固体惑星の形成、後者は生命 前駆体
と成りうる有機物につながる。とりわけ「あかり」は、カーボン質ダストの赤外
線特性を調べることを得意としており、全天で有機物質がどのよ うに分布して
いるか、それらが様々な星間現象を経験してどう進化していくのかを解き明かし
た。我々の最終目標は、「宇宙最初のダストから現在の惑 星形成まで、固体物
質進化の全ストーリーを解き明かす」ことである。残念ながら、現在の宇宙望遠
鏡の感度をもってしても、遠方銀河のダストの「組 成」を調べることは困難で
あり、また空間分解能が足りないため、惑星形成に至るまでの「物質進化」を調
べることも困難である。そこで、我々が計画 を進めているSPICA衛星が登場す
る。本講演では、「あかり」の全天観測やスペクトル観測で得られた最新の成果
を紹介するとともに、それらが SPICAへどう繋がるのかを解説する。


第491回
題目Title： The first billion years of history - star formation and the
            epoch of reionization
講師Speaker： Andrew Bunker 氏(Univ. of Oxford, Department of Physics)
日時： 12月21日(金) 午後4時 〜
Date: Friday, December 21st, 2012 starting at 4:00 p.m.
概要Abstract:
I will describe techniques to find galaxies at redshifts beyond 6
(within one billion years of the Big Bang), using Hubble Space Telescope
imaging. I will present follow-up spectroscopy from the ground and
infrared imaging with Spitzer, and will discuss the inferred star
formation rates and stellar masses. I will describe implications for the
reionization of the Universe by star-forming galaxies, and outline
potential future work with the James Webb Space Telescope.


第490回
題目Title：超新星爆発時におけるダストの凝縮・放出過程
講師Speaker： 野沢 貴也 氏 (Kavli IPMU)
日時：11月27日(火) 午後2時 〜
Date: Tuesday, November 27th, 2012 starting at 2:00 p.m.
概要Abstract:
星間ダストは、太陽系の形成、星間減光、赤外線放射など星間空間の諸現象を引
き起こす宇宙の基本的な構成物質である。また今世紀に入ってから、宇 宙初期
において大量のダストの存在が確認されており、星間ダストの起源・進化の解明
は銀河形成史を考察する上で重要な課題となっている。
本講演では、星間ダストの供給源の一つとして考えられている超新星爆発時での
ダストの凝縮・放出の物理を簡単に説明し、星間空間に供給されるダス トのサ
イズや量の理論計算について紹介する。特に本講演では、形成されるダストのサ
イズは超新星のタイプに依存し、爆発時に水素外層を持つII- P型では比較的大
きいサイズのダストが形成され、Ib型、Ia型など水素外層を持たない超新星では
小さいサイズのダストが形成されることを示す。 またこれらの小さいダスト
は、放出される際にリヴァース衝撃波により破壊され、星間空間には供給され得
ないことも示す。さらに、近傍の超新星・超 新星残骸でのダスト量の観測結果
についても言及し、理論研究と対比しながらこの分野における近年の動向をまと
める。


第489回
題目Title：Seeing the First Stars through 21-cm 3D Glasses
講師Speaker： Anastasia Fialkov 氏　(Tel Aviv Univ.)
日時：11月9日(金) 午後4時 〜
Date: Friday, November 9th, 2012 starting at 4 :00 p.m.
概要Abstract:
In the present era of “precision cosmology” it is crucial to understand
the early universe and to make precise theoretical predictions for
future observations.
In our work we use semi-numerical methods to study statistical
properties of the distribution of the first luminous objects. We account
for effects which were previously omitted in similar studies.
These include the relative motion between the dark matter halos and the
in-falling gas, and the negative feedback of the starlight on star
formation. Our results show that both effects have a substantial impact
on the first stars and on the prospects for observing them in the 21-cm
signal.


第488回
題目Title： The Tully-Fisher Relation: Across Morphological Types and Redshifts
講師Speaker：  Martin Bureau 氏  (University of Oxford)
日時： 7月27日(金) 午後4時30分 〜
Date:  Friday, July 27th, 2012 starting at 4:30 p.m.
概要Abstract:
The Tully-Fisher (luminosity-rotational velocity) relation is a powerful
tool to probe the evolution of galaxies, particularly their stellar
populations and dark matter content. Here, we briefly review and propose
methods to extend its use across all galaxy morphological types and to
significant redshifts. First, and although they are not
rotationally-supported, we show how good photometry and stellar
kinematics can be used to generate a Tully-Fisher relation for
early-type galaxies. This yields direct constraints on the stellar
mass-to-light (M/L) ratios and dark matter, but is very time-consuming.
We simultaneously show that spiral galaxies can not simply passively
evolve into lenticular (S0) galaxies, but must also compactify in the
process. Second, we demonstrate that CO is, unexpectedly, an excellent
kinematic tracer in early-type galaxies, and analyse potential pitfalls.
We verify that CO molecular gas can thus be used trivially for
Tully-Fisher studies across all galaxy types, and recover more
time-consuming results. Third, we describe an ongoing NANTEN2 project to
establish a reliable z=0 CO Tully-Fisher benchmark, and discuss how this
can be extended to intermediate redshifts with ALMA. We also introduce
the second generation VLT instrument KMOS, a near-infrared spectrograph
with multiple deployable integral-field units. We discuss how KMOS
guaranteed time will be used to probe the Tully-Fisher relation of disk
galaxies at intermediate redshifts, using ionised gas. A bright, renewed
future for Tully-Fisher studies thus emerges, promising studies to
significant redshifts and the elimination of the systematic errors
usually arising when comparing galaxies of different morphological types.


第487回
題目Title：X線スペクトル観測によるブラックホールパラメーターの推定
講師Speaker： 海老沢　研 氏　(JAXA / ISAS)
日時：7月25日(水) 午後4時 〜
Date: Wednesday, July 25th, 2012 starting at 4 p.m.
概要Abstract:
1980年代、我々は日本の「ぎんが」衛星を用いて、ブラックホール連星のX線ス
ペクトル変化を標準降着円盤モデルを用いて解釈し、それから円盤 内縁半径を
見積もり、ブラックホールの質量を推定することができることを示した。それ以
来、ブラックホール連星や活動的銀河中心核のX線スペクト ル観測から、ブラッ
クホールのパラメーター（質量、スピン）を推定する試みが広く行われている。

近年、系外銀河中に多くの「超高光度X線天体」が見つかっているが、それらに
対して標準降着円盤モデルを適用することによって、その正体が数百か ら数千
太陽質量の「中間質量ブラックホール」だとする説がある。いっぽう、我々は、
超高光度X線天体に移流が優勢な非標準降着円盤（スリムディス ク）モデルを適
用し、その多くは30太陽質量程度のやや重めの恒星ブラックホールだと考えてい
る。もし我々が正しいとすると、「中間質量ブラック ホールは必要ない」。

また、ブラックホール天体のX線スペクトル中に、重力赤方偏移を受けて低エネ
ルギー側に裾を引いたように見える、特徴的な広がった鉄輝線構造が存 在す
る。一部の研究者は、それをブラックホール極近傍からの鉄輝線放射と解釈し、
そのスペクトルプロファイルが重力場に依存することからブラック ホールのス
ピンに制限を与えられると考えている。いっぽう、我々はそのような鉄輝線構造
を持つ多くのセイファート銀河のX線スペクトルを統一的に 解析し、実はそれら
のX線光度はほとんど変動しておらず、内部構造を持った多くの電離吸収帯が視
線上を横切ることによって、見かけ上の強度とスペ クトル変化の大部分を説明
できることを示した。もし我々が正しいとすると、「広がった（ように見える）
鉄輝線観測からブラックホールのスピンパラ メータは決められない」。また、
「セイファート銀河のX線光度は、見かけほど変化していない。」

さて、真実はどこにあるのだろうか？聴衆の皆様のご判断を仰ぎたい。


第486回
題目Title：The Oldest Explosions: Type Ia Supernova Rates from Low- and
           High-Redshift Surveys
講師Speaker： Or Graur 氏　
             (American Museum of Natural History)
日時：7月13日(金) 午後4時 〜
Date: Friday, July 13th, 2012 starting at 4 p.m.
概要Abstract:
For the past decade type Ia supernovae have been instrumental in
measuring the cosmological parameters and in revealing the accelerating
nature of the universe's expansion. And yet, we still do not know what
kind of stellar system is the progenitor of this type of supernova. In
my talk I will present three supernova surveys. Two are photometric
surveys for high-redshift supernovae, the first conducted with the
Subaru 8.2m telescope in the Subaru Deep Field, and the second with the
Hubble Space Telescope as part of the 3-year Multi-Cycle Treasury
program CLASH. The third is a spectroscopic survey that searches for
supernovae embedded in SDSS galaxy spectra. Using these supernovae, we
measure the rates of type Ia supernovae out to redshift z=2. This type
of measurement allows us to place constraints on the nature of the
progenitor system.


第485回
題目Title：A variety of Science with the Catalina Realtime Transient Survey
講師Speaker： Ashish Mahabal 氏　
             (Astronomy Department, California Institute of Technology)
日時：6月29日(金) 午後4時 〜
Date: Friday, June 29th, 2012 starting at 4 p.m.
概要Abstract:
Astronomy has come a long way from small-area focused observations of a
small set of objects to panoramic, deep, multi-wavelength survey and has
opened floodgates of discovery. This revolution has been enabled by
faster computers, by the availability of larger and cheaper storage
devices, and even more so by the advance in observing technology.
Astronomy has moved from taking static pictures of the sky to digital
movies that can be data-mined in a variety of ways.
We present an overview of the field with a special emphasis on open
surveys like Catalina Real-time Transient Survey (CRTS), modes of
communicating information about transient events so that rapid follow-up
becomes possible.
Given the large number of transients we will soon be witnessing per unit
time, deciding which transients are worth following up in detail for
rarity or new physics is an important question. We present a few
classification methods that can make this happen and the role of small
and large telescopes in the process.
Finally we present several examples of transients ranging from
interesting variable stars to blazars and AGNs.


第484回
題目Title：ALMA Cycle1 Capabilityとサイエンスケースの紹介
講師Speaker： 西合 一矢　氏
              (国立天文台 ALMA東アジア地域センター)　
日時：6月7日(木) 午後3時 〜
Date: Thursday, June 7th, 2012 starting at 3 p.m.
概要Abstract:
アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)の初期科学運用期Cycle1の観測提案
受付が7月12日まで行われている。初期科学運用では建 設を進めつつ段階的に観
測装置の運用を開始していく。この時期では、観測装置や観測モードにさまざま
な制限が加わる一方で、観測提案受付サイクル 毎にそれらが大きく改善してい
くためCapabilityは複雑なものとなる。
しかし、この(２回目の観測提案受付サイクルとなる)Cycle1 において、ALMAは
すでに既存のサブミリ波望遠鏡を上回る感度、0.1秒角オーダーの世界最高空間
分解能、広い周波数帯域、新しい周波数帯の観測が可能 であり、新しいサイエ
ンスを切り開くことが出来る観測装置となっている。
本講演は電波観測の経験の有無に関わらずALMAでの観測を考えている研究者に観
測提案作成の手助けをすることを目的としている。そのため、 cycle1で観測者
に提供される観測装置や観測モードを具体例とと もに報告する。
さらに、提供される観測装置を用いての観測能力のデモンストレーションやサイ
エンス例も紹介する。本講演にひきつづき、自由参加形 式でのOTを用いた観測
提案作成体験のチュートリアルを開催しますので、そちらにもふるってご参加く
ださい。


第483回
題目Title：Fundamental physics with cosmic gamma rays
講師Speaker： Alessandro De Angelis 氏　
              University of Udine/INFN (guest professor at the ICRR Tokyo)
日時：5月25日(金) 午後4時 〜
Date: Friday, May 25th, 2012 starting at 4 p.m.
Language:　 　 English
概要Abstract:
Recent results from very-high energy cosmic gamma-ray experiments are
reviewed, with emphasis on fundamental physics and search for new
particles. The prospects for next generation detectors, CTA in
particular, are outlined.

Biography
Alessandro de Angelis, professor of physics at the University of
Udine/INFN Trieste and at the Instituto Superior Tecnico of Lisboa, is
presently guest professor in the ICRR of the University of Tokyo (in the
group of professor Teshima). He is Deputy Chairman of the Collaboration
Board and Physics Coordinator of the collaboration managing the Magic
gamma-ray telescope in La Palma (Canary Islands), and member of the
collaboration managing the Fermi gamma-ray satellite. His main interests
are high-energy particle astrophysics and fundamental physics with
accelerators. After graduating and starting his activity in Padova in
1983, from 1993 to 1999 he was at
CERN in the group of Ugo Amaldi, as research associate and then staff
member, convenor of the QCD group and responsible of the software for
physics analysis of Delphi. Coming back to Italy in 1999, he moved to
astroparticle physics, participating to the projects Fermi and Magic,
and building in Udine a group giving a primary contribution to the
simulation, to the event display, and to data analysis end event
classification techniques.

第482回
題目Title：Radiative Feedback from Primordial Protostars and Final Mass
of the First Stars
講師Speaker： 細川　隆史 氏　(NASA JPL)
　　          Dr. Takashi Hosokawa
日時：5月15日(火) 午後2時 〜
Date: Tuesday, May 15th, 2012 starting at 2 p.m.
言語:　　講演＝日本語、スライド＝英語
Language: Talk in Japanese, Slides in English

Abstract:
The first stars fundamentally transformed the early Universe by emitting
the first light and by producing the first heavy elements. These effects
were predestined by the mass distribution of the first stars, which is
thought to be fixed by a complex interplay of gas accretion and
protostellar radiation. We have performed the first
radiation-hydrodynamics simulations that follow the growth of a
primordial protostar through the early stages of a star with
thermo-nuclear burning. We show that dynamical expansion of an HII
region hinders mass accretion toward a circumstellar disk, and then the
disk is also photoevaporated by strong ultraviolet radiation from the
protostar. Mass accretion onto the protostar ceases when its mass is
several x 10 Msun. Such ``ordinary'' massive stars, in contrast to the
often postulated extremely massive stars, explain the fact that there is
no signatures of the pair-instability supernovae in abundance patterns
of the Galactic metal-poor stars. We assert that the initial mass
function of the first stars had a peak around several tens of solar
masses with tails extending to both higher and lower masses but with
few, if any, low-mass or extremely high mass stars.
>>> 概要Abstract:
>>> 宇宙初代星は100-1000太陽質量に達する大質量星であると言われてきたが、
>>> 具体的に何太陽質量の星であるかは分かっていない。これを決めるために、
>>> 輻射流体計算と原始星進化計算を組み合わせて初代星が質量降着により
>>> どこまで太れるかを初めて計算した。
>>> 計算によると、原始星の質量が大きくなると星の紫外光度が急激に大きくなり、
>>> 円盤の極方向に電離領域が成長していく。
>>> この電離領域の膨張により円盤極側のガスは吹きとばされ、
>>> 円盤自身も紫外光にあぶられて次第に蒸発していく。
>>> この輻射フィードバックの効果により原始星への降着率は大幅に低下する。
>>> この結果、星質量が数十太陽質量程度で星の成長は終わってしまうことが分かった。
>>> ちょうどこの程度の星質量は系内金属欠乏星の組成観測からも支持されている。
>>> さらに第二世代の星形成や銀河中心巨大ブラックホールの起源など
>>> 関連する話題についても議論する。


第481回
題目Title：IR Observations of AGN: Characterizing the Torus
講師Speaker： Chris Packham 氏 (University of Florida)
日時：4月12日(木) 午後2時 〜
Date: Thursday, April 12th, 2012 starting at 2 p.m.
概要Abstract:
The last decade of AGN observations has driven our
understanding of the torus size, morphology, and structure to evolve
from a large, homogenous 'doughnut' to a compact and clumpy structure
intimately linked to the accretion disc. I review the evidence that has
driven my collaborators and I to reach this conclusion, and present
tentative new results that show that the torus may show subtle
differences between AGN types. I also present early results from
polarimetry that permits measurement of the magnetic field in the torus.


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