① ""突然、星を作らなくなった銀河の発見 －100 億年前、銀河に何が起こったのか？””
2015年9月 9日 ｜研究成果
研究成果の科学的意義
以上のように、100 億年前の宇宙にあるライマンα輝線銀河の大規模探査を行う中で、 「星生成を止めつつある銀河」であるマエストロ銀河を思いがけず発見することができました。
では、なぜ今までの探査では発見できなかったのでしょうか？ 今回私たちはこれまでにない大規模な探査を行いましたが、発見されたマエストロ銀河はたった 6 個です。 個数が少ないということは稀な銀河であることを意味します。 この“稀さ”は統計的にはマエストロ銀河の状態にいる期間が短いことを意味します。 この期間はマエストロ銀河と同程度の質量を持つパッシブ銀河の個数とマエストロ銀河の個数比から、 数千万年程度であることがわかります。 なんと、この期間はスーパーウインドができる期間と一致しているのです（スーパーウインド説の傍証となります）。
今回、このような短いタイムスケールの現象を発見できたのは、 私たちの探査が従来のライマンα輝線銀河探査の 10 倍以上も広い体積を観測したからです。 大規模探査の重要性を改めて認識することができました。 こうして、以下のような大質量銀河の進化の描像が見えてきました。
・大質量銀河は生まれてから 10 億年程度の間、活発な星生成を行う ・その後、大質量の星が寿命をむかえる時点でスーパーウインドが発生し、星の材料であるガスが銀河の外側に噴出される（マエストロ銀河のフェーズ） ・大質量銀河は星生成を止め、静かに進化し続け（パッシブ銀河のフェーズ）、現在の宇宙で観測される楕円銀河などの大質量銀河になる
今後は、 すばる望遠鏡の新しい主焦点カメラであるハイパー・スプリーム・カムを使ってさらに多くのマエストロ銀河を発見し、 揺るぎない銀河進化の描像を確立したいと考えています。 また、個々のマエストロ銀河の周りの電離ガスの運動を詳細に調べ、スーパーウインド・モデルの立証を目指します。 これにより、大質量銀河がなぜ突然、星生成を止めるのか、その物理過程を明快に理解できると考えています。
補遺1 コスモス・プロジェクト
コスモス・プロジェクトはハッブル宇宙望遠鏡の基幹プログラム(注4) “宇宙進化サーベイ (The Cosmic Evolution Survey)”の略称です。 観測天域は“ろくぶんぎ座”方向に設定された２平方度（1.4°×1.4°）の広さの天域です（図A1）。
図 A1 を見るとわかるように、2 平方度という広さは満月 9 個分をカバーする広さになります。 ハッブル宇宙望遠鏡による観測は高性能サーベイカメラ(ACS)を用いて 2003－2005 年の期間で行われました。
ハッブル宇宙望遠鏡以外にも、すばる望遠鏡や他の波長帯の高性能望遠鏡を総動員して X 線から電波まで素晴らしいデータが得られています。 既に 100 論文以上の研究成果を出し、銀河、巨大ブラックホール、宇宙の大規模構造、 そして暗黒物質の空間分布などの研究の発展に大きな貢献をしてきています。
図A1：（左）ろくぶんぎ座にある「コスモス天域」（星図はTorsten Bronger氏提供）。 （右）すばる望遠鏡で撮影されたコスモス天域の可視光写真。○印はマエストロ銀河の位置。 星のように見える天体のほとんど全ては、銀河系の外にある遠方の銀河です。 広さのスケールがわかるように、月（見かけの大きさは約 0.5°）を右上に示してあります。 (クレジット：愛媛大学)
補遺2 光学フィルター
天体の撮像観測（直接写真を撮ること）の場合、ある波長範囲の撮像データを集め、 それらを解析することで天体の性質を調べます。 この目的のために用いられるのが光学フィルターです。 図 A2 に可視光帯のフィルターの例を示します。 このフィルターの場合、天体からやってくる光のうち、 λ1 から λ2 の波長範囲にある光だけを透過します。 重心波長を λG としています。
図A2：フィルターの透過曲線の例。グレーの部分だけ、光を透過する。(クレジット：愛媛大学)
フィルターの帯域幅は Δλ = λ2 - λ1 で与えられます。帯域幅の広さの目安として、次の波長分解能（スペクトル分解能）が使われます。 R = λG / Δλ フィルターはこの R の値によって、広帯域、中帯域、及び狭帯域フィルターに分類されます。 分類基準を表 A1 にまとめて示します。
| フィルターの分類 | R |
| 広帯域フィルター | 5 - 10 |
| 中帯域フィルター | 20 - 25 |
| 狭帯域フィルター | 50 - 100 |
一般の撮像観測に用いられるのは広帯域フィルターです。 また、ある輝線（スペクトル線）を効率よく捉えたいときは狭帯域フィルターが用いられます。 中帯域フィルターはそれほど普及しているわけではありませんが、以下の目的のために使用されます。
・強い輝線天体の探査を行う ・銀河の距離を撮像データだけで精度良く決める(注5)
ここでは強い輝線天体の探査に的を絞って、3 種類のフィルターの役割を説明します。 図 A3 に広帯域、中帯域、及び狭帯域フィルターの透過曲線の例を示しました。 ある波長に強い輝線があるとします（図中の青い縦長の三角で示してあります）。 広帯域フィルターで観測した場合、帯域幅が広いので輝線以外の波長帯の光で薄まってしまい、 淡くしか映りません（図中、左上の画像）。 中帯域フィルターで観測した場合、ちょうど輝線をうまく捉えているので、明るく写ります。 一方、狭帯域フィルターで観測した場合、図の例では輝線の波長帯をカバーしていないので、全く映りません。 これらをまとめると以下のようになります。
(1) 広帯域フィルターは輝線天体の探査には向かない (2) 中帯域フィルターは狭帯域フィルターに比べてカバーしている波長範囲が広めなので、強い輝線天体の探査に向いている
(2) は、中帯域フィルターの方が狭帯域フィルターに比べて、観測している波長帯が広いため、 より広い宇宙を探査していることを意味します。 したがって、強い輝線天体を広域サーベイしたい場合、中帯域フィルターの方がより効率良い探査を可能にします。 今回の私たちの観測は、まさにこれを狙って行われました。 私たちの観測で用いたフィルターは図 A4 に示しました。
図A3：3種類のフィルターの特長。 この図では強い輝線が中帯域及び広帯域フィルターのカバーする帯域に入っています。 強い輝線が狭帯域フィルターのカバーする帯域に入ると、もちろん強い輝線天体として検出されます。 ただし、カバーしている帯域が狭いので、検出確率は低くなります。(クレジット：愛媛大学)
図A4：コスモス 20 プロジェクトで用いられた 20 枚の光学フィルターの透過曲線。 マエストロ銀河の発見に貢献した 12 枚の中帯域フィルターの透過曲線は下段に示されています。 それぞれの透過曲線の上に記されている 3 桁の数値はフィルターの中心となる波長(注6)で、 ナノメートル(10-9メートル)の単位が用いられています。 広帯域と狭帯域フィルターの透過曲線はそれぞれ上段と中段に示されています。
補遺3 水素原子のライマンα輝線
水素は陽子 1 個と電子 1 個からなる、最もシンプルな元素です。 水素原子は波長 91.2 ナノメートルより短波長の紫外線にさらされると電離され、陽子と電子に分かれます。 しかし、両者は再び結合し（再結合）、その際に再結合線と呼ばれる輝線を放射します（図A5）。
水素原子のエネルギー準位は飛び飛びの値を持っており、最もエネルギーの低い状態が基底状態、 それよりエネルギーの高い準位は励起準位と呼ばれます。 陽子と電子があるエネルギー準位に再結合すると、最終的には最もエネルギーの低い基底状態まで遷移していきます。 第 2 励起準位（図中の n = 2）から基底状態（図中の n = 1）に遷移するときに放射されるスペクトル線 （輝線）がライマンα線（波長 = 121.6 ナノメートル）と呼ばれます。 水素原子の再結合線の中で、ライマンα線は最も強く放射されるスペクトル線です。
図A5：水素原子の電離と再結合に伴う再結合線の放射原理。(クレジット：愛媛大学)
補遺4 星生成銀河からパッシブ銀河への進化
銀河は数百万から数千億個の星の集団です。 銀河の中の星々は、最初からあったわけではなく、銀河の誕生と共にガスから作られてきたものです。 つまり、銀河の進化とは「ガスから星を作ってきた歴史」と考えることができます。 そのため、銀河の進化を特徴づける物理量として、次の二つがよく使われます。
・銀河の星質量：銀河に含まれる星々の総質量（単位＝太陽質量） ・星生成率：１年間当たり、どれだけの質量のガスが星になったかを示す量（単位＝太陽質量 / 年）
図 5 で説明したように、これら二つの物理量は銀河の進化フェーズを理解するのに大変役立ちます。 図5は概念を説明するための図でしたが、ここでは実際に観測された図を示しましょう（図 A6）。 マエストロ銀河が銀河の“主系列”を離れ、パッシブ銀河へと進化していく途上であることがわかります。
図A6：図 5 と同じですが、星生成銀河については、実際に「コスモス天域」で観測されたデータを示しています。 星生成銀河は図5で説明した主系列に沿って分布していることがわかると思います。 図では主系列の平均的な振る舞いを示す直線を補助的に示してあります。(クレジット：愛媛大学)
補遺5 銀河の進化段階は銀河の色で判別できる
最後になりますが、私たちはなぜマエストロ銀河の存在に気づいたのでしょうか？ すでに説明したように、星生成率－星質量関係（図5および図A6）を調べると、マエストロ銀河の存在に気がつきます。 しかし、もっと直接的な証拠があります。それは“銀河の色”です。 マエストロ銀河は異常にライマンα輝線が強い銀河として選択されているので、 本来ならば活発に星を作っている銀河だと予想されます。 その場合、大量に作られる大質量星のおかげで、銀河の色は青くなるはずです(注7)。 星生成率－星質量関係を調べて、変わった銀河がいることに気がついたので、どんな色をしているか調べてみました。 すると、青いどころか、逆に赤いことがわかりました。
星は質量が重くなると表面の温度が高くなり、青く見えます。 一方、質量が軽くなると表面温度が下がるので赤く見えます。 銀河にはさまざまな質量を持つ（つまり、さまざまな色を持つ）星があるので、 銀河の色はそれらを足し合わせた色になります。 そのため、銀河の明るさをいろいろな波長で測ることで、 その銀河がどのような質量の星からできているのかを推定することができます。
星生成を続けている銀河では、大質量星もたくさんできているので、銀河の色は青くなります。 したがって可視光より紫外線で明るく見えます。 一方、星を作らないパッシブ銀河ではほとんどが小質量星なので、銀河の色は赤くなり、 赤外線の方で明るく見えることになります。
図 A7 に典型的な星生成銀河とパッシブ銀河のスペクトル・エネルギー分布と一緒にマエストロ銀河のスペクトル・エネルギー分布を示しました。 マエストロ銀河は明らかにパッシブ銀河に近い性質を持つことが一目瞭然です。 まだ紫外線の波長帯で少し明るいのは、大質量星は死にましたが中程度の質量を持つ星々が生き残っているためです。 この図から、マエストロ銀河は星生成を突然止めて、パッシブな銀河へと移行中であることがわかります。
図A7：マエストロ銀河と星生成銀河及びパッシブ銀河のスペクトル・エネルギー分布の比較。 マエストロ銀河の黒い点は本研究で発見された6個の内の一つの実際の観測データです。 オレンジの曲線はこれらのデータ点に最も良くスペクトル・エネルギー分布（理論的なモデル）です。 ライマンα（赤い丸印）は中帯域フィルターの一つである IA505 バンドで検出されていますが、 非常に明るいことがわかります。(クレジット：愛媛大学)
研究チーム
谷口 義明（たにぐち・よしあき）愛媛大学・教授 小林 正和（こばやし・まさかず）愛媛大学・特定研究員 鍛冶澤 賢（かじさわ・まさる）愛媛大学・助教 長尾 透（ながお・とおる）愛媛大学・教授 塩谷 泰広（しおや・やすひろ）愛媛大学・技術補佐員) Peter Capak カリフォルニア工科大学・准教授 Nick Scoville カリフォルニア工科大学・教授 COSMOS Team 「コスモス・プロジェクト」の国際共同研究グループ
当日の記者発表出席者
谷口義明、小林正和、鍛冶澤賢、長尾透（愛媛大学）
問い合わせ先
谷口 義明 Email: tani@cosmos.ehime-u.ac.jp
本学会における関連講演
９月１１日（金）午前９：３０ - ９：４５ E会場 X45a “100億光年彼方に死にゆく銀河の発見” 講演者：谷口義明
本研究成果報告論文
Taniguchi, Y., Kajisawa, M., Kobayashi, A. R. M., Nagao, T., Shioya, Y., Scoville, N. Z., Sanders, D. B., Capak, P., Koekemoer, A. M., Toft, S., McCracken, H. J., Le Febre, O., Tasca, L., Sheth, K., Renzini, A., Lilly, S., Marcella, C., Kovac, K., Ilbert, O., Schinnerer, E., Fu, H., Tresse, L., Griffith, R., & Civano, F. : “Discovery of Massive, Mostly Star Formation Quenched Galaxies with Extremely Large Lyα Equivalent Widths at z ~ 3” The Astrophysical Journal Letters(注8), Vol. 809, L7 (2015年8月5日号)
本研究は科学研究費補助金 (15340059, 17253001, 19340046, 23244031, 23654068 および 25707010) のサポートを受けています。
註
(注1) マエストロ = MAESTLO (MAssive Extremely STrong Lymanα Objectの略）。 英単語としてあるマエストロは maestro です。 音楽家や芸術家の敬称として使われる言葉ですが、スペルが異なるのでご注意ください。 (注2) ミクロンはマイクロメートルの略で、1 ミクロンは 1 メートルの 100 万分の 1。 (注3) 星生成をしていない銀河は、 「活動的ではない」という英語のパッシブ(passive) という単語を用いて専門用語では“passive galaxy”と呼ばれます。 対応する日本語訳で定着しているものはまだありませんが、「パッシブ銀河」の他、 「受動的銀河」と呼ばれることもあります。 (注4) 一般の観測プログラムではなく、 大規模観測用に特別に差配されたプロジェクトとして推進される観測プログラム。英語名は Treasury Program。 (注5) 測光赤方偏移と呼ばれます。銀河の距離の測定は、一般的には、分光観測を行い、あるスペクトル線がどの程度赤方偏移しているかを調べることで行われます（分光赤方偏移）。 (注6) 中帯域フィルターは英語では intermediate band filter です。 狭帯域フィルターは narrow band filter なので NB と略されるので、これに従うと中帯域フィルターは IB となります。 しかし、すばる望遠鏡の主焦点カメラであるスプリーム・カム用の中帯域フィルターとして 最初のフィルター・システムであるため IA フィルターと呼ばれています（IA427など）。 (注7) 太陽の表面温度は約 6000 度なので、黄色く見えます。太陽より軽い星は表面温度が下がるので赤く見えます。一方、大質量星は表面温度が 3 万度以上にもなり、真っ青な色をしています。 (注8) 米国天体物理学誌、レター（速報）部門
(マザーズ指数)
海外（株価・指標）：原則15分ディレイ（指数によって異なります）
| 現在値 | 865.52↓ (19/08/19 15:00) |
|---|---|
| 前日比 | +13.12 (+1.54％) |
| 始値 | 859.21 (09:00) | 前日終値 | 852.40 (19/08/16) |
|---|---|---|---|
| 高値 | 866.54 (14:36) | 年初来高値 | 979.72 (19/01/21) |
| 安値 | 856.41 (09:48) | 年初来安値 | 789.79 (19/01/04) |
① ""訂正-20日の国内・海外経済指標と行事予定 ””
2019/08/19 17:09
●国内経済・指標関係 閣議、閣議後会見は取りやめ（訂正）
0800 ８月ロイター企業調査
1030 ２０年利付国債の入札発行
1030 流動性供給入札の発行予定額等
1235 ２０年利付国債の入札結果
1400 財政投融資の実績（令和元年度）
1515 ２０年利付国債の第II非価格競争入札結果
●海外指標など （時間表記はＧＭＴ、日本時間はＧＭＴプラス９時間）
📅 １９日（月） ◇指標
08:00 ユーロ圏：経常収支（ＥＣＢ） Jun [EUCURU=ECI]
09:00 ユーロ圏：消費者物価指数改定値（統計局） Jul [EUHICY=ECI]
◇イベント 米国によるファーウェイ禁輸の猶予が終了
📅 ２０日（火） ◇指標
06:00 独：生産者物価指数（連邦統計庁） Jul [DEPPI=ECI]
12:55 米：週間レッドブック大規模小売店売上高 w/e [USREDY=ECI]
◇イベント
01:30 豪中銀理事会議事要旨
22:00 クオールズＦＲＢ副議長が地域社会の発展について講演（ソルトレークシティー） 米韓合同軍事演習が終了
（全体図）
（地域図）
(佐賀)
（福岡）
① ""各地の震度に関する情報””
令和 元年 ８月１９日１７時４６分 気象庁発表
１９日１７時４３分ころ、地震がありました。
震源地は、佐賀県南部（北緯３３．４度、東経１３０．２度）で、震源の深さは約２０ｋｍ、地震の規模（マグニチュード）は３．１と推定されます。
この地震による津波の心配はありません。
この地震により観測された最大震度は２です。
［震度１以上が観測された地点］
＊印は気象庁以外の震度観測点についての情報です。
佐賀県 震度２ 佐賀市富士町＊
震度１ 佐賀市駅前中央 佐賀市大和＊ 佐賀市三瀬＊
唐津市厳木町＊ 唐津市七山＊ 吉野ヶ里町東脊振＊
みやき町中原＊
福岡県 震度１ 福岡西区今宿＊ 久留米市津福本町
久留米市小森野町＊ 糸島市志摩初 糸島市前原東＊
糸島市二丈深江＊ 糸島市前原西＊
震度１ 佐賀市駅前中央 佐賀市大和＊ 佐賀市三瀬＊
唐津市厳木町＊ 唐津市七山＊ 吉野ヶ里町東脊振＊
みやき町中原＊
福岡県 震度１ 福岡西区今宿＊ 久留米市津福本町
久留米市小森野町＊ 糸島市志摩初 糸島市前原東＊
糸島市二丈深江＊ 糸島市前原西＊
（日経平均先物）
国内（株価・指標）：20分ディレイ、海外（株価・指標）：原則15分ディレイ（指数によって異なります）、為替：10分ディレイ
| 現在値 | 20,630.00↑ (19/08/19 19:19) |
|---|---|
| 前日比 | +50.00 (+0.24％) |
| 高値 | 20,650.00 (17:22) | 始値 | 20,600.00 (16:30) |
|---|---|---|---|
| 安値 | 20,580.00 (17:45) | 前日終値 | 20,580.00 (19/08/19) |
① ""東京マーケット・サマリー・最終（19日）””
2019/08/19 18:20
■レートは終値（前日比または前週末比）、安値─高値
＜外為市場＞
ドル／円<JPY=> ユーロ／ドル<EUR=> ユーロ／円<EURJPY=>
午後5時現在 106.39/41 1.1102/06 118.13/17
NY午後5時 106.36/39 1.1089/91 117.96/00
💲￥ 午後５時のドル／円は、前日ニューヨーク市場午後５時時点とほぼ同水準の１０６円前半。
週明けの取引は特段の手掛かりもなく、主要通貨は全般横ばい。トランプ米大統領が中国の通信 機器大手、華為技術（ファーウェイ）[HWT.UL]の輸出禁止規制の猶予期間延長について、どう判 断するかが関心を集めている。
＜株式市場＞
🌼 日経平均 20563.16円 (144.35円高)
安値─高値 20502.66円─20633.90円
東証出来高 9億0499万株
東証売買代金 1兆5433億円 ☁
☀ 東京株式市場で日経平均株価は続伸。前週末の米国株が上昇した流れを引き継ぎ、朝方から 先物主導で買いが先行した。
一時上げ幅を２００円超に拡大したが、買い一巡後は週末の米カン ザスシティー地区連銀の経済シンポジウム（ジャクソンホール会議）を控えて様子見ムードが広 がった。
東証１部の売買代金は節目の２兆円を割り込むなど商いは細ったままで、前週に続いて 市場参加者が少なかった。
東証１部騰落数は、値上がり１５１８銘柄に対し、値下がりが５１５銘柄、変わらずが１１ ７銘柄だった。
🌼 ＜短期金融市場＞ 17時27分現在
無担保コール翌日物金利(速報ベース) -0.060％
ユーロ円金先（19年9月限） 99.980 (変わらず)
安値─高値 99.980─99.980
3カ月物ＴＢ -0.140 (変わらず)
安値─高値 -0.140─-0.142
無担保コール翌日物の加重平均レートは、速報ベースでマイナス０．０６０％になった。「 新積み期に入ってから落ち着いた調達が続いている」（国内金融機関）という。ユーロ円３カ月 金利先物は横ばい。
🌼 ＜円債市場＞
国債先物・19年9月限 154.85 (変わらず)
安値─高値 154.72─154.86
10年長期金利(日本相互証券引け値) -0.235％ (+0.005)
安値─高値 -0.230─-0.230％
国債先物中心限月９月限は、前営業日と変わらずの１５４円８５銭で取引を終えた。１０年 最長期国債利回り（長期金利）の引け値は、前営業日比０．５ｂｐ上昇のマイナス０．２３５％ 。
欧米の金利上昇が日本にも波及したが、動きは限定的。「景気に対する楽観と悲観が交錯して おり、海外勢の動きもまちまち」（国内証券）という。
🌼 ＜スワップ市場＞ 18時06分現在の気配
2年物 -0.08─-0.18
3年物 -0.10─-0.20
4年物 -0.11─-0.21
5年物 -0.10─-0.20
7年物 -0.07─-0.17
10年物 -0.00─-0.10