研究者業績

中川 貴雄

ナカガワ タカオ  (Takao Nakagawa)

基本情報

所属
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所・宇宙物理学研究系 教授
東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 教授
学位
博士(理学)(東京大学)
修士(理学)(東京大学)

J-GLOBAL ID
200901060914122911
researchmap会員ID
1000363024

外部リンク

委員歴

 3

論文

 462
  • Glenn J. White, L. Barrufet, S. Serjeant, C. P. Pearson, C. Sedgwick, S. Pal, T. W. Shimwell, S. K. Sirothia, P. Chiu, N. Oi, T. Takagi, H. Shim, H. Matsuhara, D. Patra, M. Malkan, H. K. Kim, T. Nakagawa, K. Malek, D. Burgarella, T. Ishigaki
    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 535(2) 1406-1425 2024年12月1日  
    This paper presents a 610 MHz radio survey covering 1.94 deg around the North Ecliptic Pole (NEP), which includes parts of the (ADF-N) and Euclid, Deep Fields North. The median 5 sensitivity is 28 Jy beam, reaching as low as 19 Jy beam, with a synthesized beam of 3.6 arcsec 4.1 arcsec. The catalogue contains 1675 radio components, with 339 grouped into multicomponent sources and 284 'isolated' components likely part of double radio sources. Imaging, cataloguing, and source identification are presented, along with preliminary scientific results. From a non-statistical sub-set of 169 objects with multiwavelength AKARI and other detections, luminous infrared galaxies (LIRGs) represent 66 of the sample, ultra-luminous infrared galaxies (ULIRGs) 4, and sources with L < 10 30. In total, 56 of sources show some AGN presence, though only seven are AGN-dominated. ULIRGs require three times higher AGN contribution to produce high-quality SED fits compared to lower luminosity galaxies, and AGN presence increases with AGN fraction. The PAH mass fraction is not significant, although ULIRGs have about half the PAH strength of lower IR-luminosity galaxies. Higher luminosity galaxies show gas and stellar masses an order of magnitude larger, suggesting higher star formation rates. For LIRGs, AGN presence increases with redshift, indicating that part of the total luminosity could be contributed by AGN activity rather than star formation. Simple cross-matching revealed 13 ROSAT QSOs, 45 X-ray sources, and 61 sub-mm galaxies coincident with GMRT radio sources.
  • Shusuke Onishi, Takao Nakagawa, Shunsuke Baba, Kosei Matsumoto, Naoki Isobe, Mai Shirahata, Hiroshi Terada, Tomonori Usuda, Shinki Oyabu
    The Astrophysical Journal 976(1) 2024年11月1日  
    Determining the inner structure of the molecular torus around an active galactic nucleus is essential for understanding its formation mechanism. However, spatially resolving the torus is difficult because of its small size. To probe the clump conditions in the torus, we therefore perform the systematic velocity-decomposition analyses of the gaseous 12CO rovibrational absorption lines (v = 0 → 1, ΔJ = ±1) at λ ∼ 4.67 μm observed toward four (ultra)luminous infrared galaxies using the high-resolution (R ∼ 5000-10,000) spectroscopy from the Subaru Telescope. We find that each transition has two to five distinct velocity components with different line-of-sight (LOS) velocities (V LOS ∼ −240 to +100 km s−1) and dispersions (σ V ∼ 15-190 km s−1), i.e., the components (a), (b), ⋯, beginning with the broadest one in each target, indicating that the tori have clumpy structures. By assuming a hydrostatic disk ( σ V ∝ R rot − 0.5 ), we find that the tori has dynamic inner structures, with the innermost component (a) outflowing with velocity ∣V LOS∣ ∼ 160-240 km s−1, and the outer components (b) and (c) outflowing more slowly or infalling with ∣V LOS∣ ≲ 100 km s−1. In addition, we find that the innermost component (a) can be attributed to collisionally excited hot (≳530 K) and dense ( log ( n H 2 / cm − 3 ) ≳ 6 ) clumps, based on the level populations. Conversely, the outer component (b) can be attributed to cold (∼30-140 K) clumps radiatively excited by a far-infrared-to-submillimeter background with a brightness temperature higher than ∼20-400 K. These observational results demonstrate the clumpy and dynamic structure of tori in the presence of background radiation.
  • Hiroto Yanagisawa, Masami Ouchi, Kimihiko Nakajima, Hidenobu Yajima, Hiroya Umeda, Shunsuke Baba, Takao Nakagawa, Minami Nakane, Akinori Matsumoto, Yoshiaki Ono, Yuichi Harikane, Yuki Isobe, Yi Xu, Yechi Zhang
    The Astrophysical Journal 974(2) 180-180 2024年10月1日  
    Abstract We investigate the physical origins of the Balmer decrement anomalies in GS-NDG-9422 and RXCJ2248-ID galaxies at z ∼ 6 whose Hα/Hβ values are significantly smaller than 2.7, the latter of which also shows anomalous Hγ/Hβ and Hδ/Hβ values beyond the errors. Because the anomalous Balmer decrements are not reproduced under the Case B recombination, we explore the nebulae with optical depths smaller and larger than the Case B recombination by physical modeling. We find two cases quantitatively explaining the anomalies: (1) density-bounded nebulae that are opaque only up to around Lyγ–Ly8 transitions and (2) ionization-bounded nebulae partly/fully surrounded by optically thick excited H i clouds. The case of (1) produces more Hβ photons via Lyγ absorption in the nebulae, requiring fine tuning in optical depth values, while this case helps ionizing photon escape for cosmic reionization. The case of (2) needs the optically thick excited Hi clouds with N 2 ≃ 1012−1013 cm−2, where N 2 is the column density of the hydrogen atom with the principal quantum number of n = 2. Interestingly, the high N 2 values qualitatively agree with the recent claims for GS-NDG-9422 with the strong nebular continuum requiring a number of 2s-state electrons and for RXCJ2248-ID with the dense ionized regions likely coexisting with the optically thick clouds. While the physical origin of the optically thick excited H i clouds is unclear, these results may suggest gas clouds with excessive collisional excitation caused by an amount of accretion and supernovae in the high-z galaxies.
  • Takao Nakagawa, Hideo Matsuhara, Umi Enokidani, Toyoaki Suzuki, Shunsuke Baba, Yasuhiro Hirahara, Hidehiro Kaneda, Ryoichi Koga, Yuan Li, Biao Zhao, Daiki Takama, Hiroshi Sasago, Takehiko Wada, Toshihiro Nakaoka, Taiki Eda, Ryota Kakihara, Yoshinori Shohmitsu, Takuya Hosobata, Noboru Ebizuka, Yutaka Yamagata, Shota Notsu, Hideko Nomura
    Space Telescopes and Instrumentation 2024: Optical, Infrared, and Millimeter Wave 13092 236-236 2024年8月23日  
    Theoretical calculations predict that high-resolution spectroscopy of H2O gas lines in the mid-infrared region is the most promising method to observationally identify the snow-line, which has been proposed as the critical factor separating gas giants from solid planets in the planetary formation process. This requires the spectroscopic observations from space with R = λ/∆λ ≥ 30, 000. For this purpose, we propose a mid-infrared (10-18 µm) high-resolution spectrometer to be onboard the GREX-PLUS (Galaxy Reionization EXplorer and PLanetary Universe Spectrometer) mission. We are developing”immersion grating” spectroscopy technology for high-resolution spectroscopy in space. We have chosen CdZnTe as a candidate for the optical material. We report the current status of the development of the CdZnTe immersion grating, including evaluation of its optical properties (absorption coefficient and refractive index) at cryogenic temperatures, development of an anti-reflection coating with a moth-eye structure for wide-wavelength coverage, and verification of machinability for grating production. We plan to make a prototype spectrometer to demonstrate the capability of the immersion grating with ground-based observations in the N-band (λ = 8–13 µm) and beyond.
  • Shunsuke Nakagawa, Chinathip Narongphun, Zamba Leonel, Hari Shrestha, Isami Kato, Emino Fukumoto, Rodrigo Cordova, Victor Hugo Schulz, Necmi Cihan Örger, Kei Sano, Takao Nakagawa, Koji Takimoto, Shuji Matsuura, Kohji Tsumura, Aoi Takahashi, Daisuke Nakayama, Akimasa Ojika, Rin Sato, Keenan A. A. Chatar, Yukihisa Otani, Ezra Fielding, Kentaro Hayashida, Hayato Tanaka, Eyoas E. Areda, Bastien B. A. Morelle, Hisataka Kawasaki, Umi Enokidani, Reynel Josue Galindo Rosales, Karaki Shohei, Ichiro Jikuya
    Space Telescopes and Instrumentation 2024: Optical, Infrared, and Millimeter Wave 13092 117-117 2024年8月23日  
    Extragalactic Background Light (EBL), the cumulative light from outside the galaxy, is a crucial observational target for understanding the history of the universe. We are developing a CubeSat; VERTECS (Visible Extragalactic background RadiaTion Exploration by CubeSat) with a 6U size (approximately 10 × 20 × 30 cm), equipped with Solar Array Wings (SAW). Our mission is to conduct extensive observations of the visible EBL. The satellite is designed to operate in a sun-synchronous orbit at an altitude of 500-680 km (approximately 15 orbits per day) and observe the EBL on the shadow side to avoid stray light from the Sun and Earth. To observe EBL, a high-performance CMOS sensor, attitude control devices, and high-speed communication equipment X-band are essential. We should note that these components these components consume a significant amount of power. Therefore, some strategic operational plans are necessary to operate this CubeSat within the limited power resources. In addition, VERTECS needs to meet its mission requirements, conducting 10 observations, 4 data downlinks, and 1 command uplink within a day. We have constructed some operational scenarios utilizing attitude control and SAW to meet these requirements, and we also constructed a power budget simulation for VERTECS. In this presentation, we describe how we plan to operate VERTECS utilizing the subsystems and the results of the power simulation during the operation.

MISC

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  • 芝井広, 奥田治之, 中川貴雄, 山下由香利, 舞原俊憲, 福井康雄, 小林行泰, 広本宣久, LOW F J
    日本天文学会年会講演予稿集 1991 1991年  
  • 望月賢治, 山下由香利, 土井靖生, 中川貴雄, 奥田治之, 矢島信之, 芝井広, 広本宣久
    日本天文学会年会講演予稿集 1991 1991年  
  • 山下由香利, 中川貴雄, 奥田治之, 矢島信之, 土井靖生, 西村徹朗, 芝井広, LOW F J
    日本天文学会年会講演予稿集 1991 1991年  
  • 中川貴雄, 奥田治之, 芝井広, 松原英雄, 小林行泰, 広本宣久
    日本天文学会年会講演予稿集 1991 1991年  
  • 山下由香利, 中川貴雄, 芝井広, 奥田治之
    日本天文学会年会講演予稿集 1991 1991年  
  • 芝井広, 矢島信之, 中川貴雄, 奥田治之
    大気球シンポジウム 1990 1991年  
  • H SHIBAI, H OKUDA, T NAKAGAWA, H MATSUHARA, T MAIHARA, K MIZUTANI, Y KOBAYASHI, N HIROMOTO, T NISHIMURA, FJ LOW
    FROM GROUND-BASED TO SPACE-BORNE SUB-MM ASTRONOMY 314 141-147 1990年  
  • 中川貴雄, 奥田治之, 芝井広, 矢島信之, 並木道義, 水谷耕平, 山下由香利, 土井靖生, 石丸友里
    日本天文学会年会講演予稿集 1990(shuki) 1990年  
  • 芝井広, 奥田治之, 中川貴雄, 舞原俊憲, 水谷耕平, 松原英雄, 小林行泰, 広本宣久, LOW F J, 西村徹郎
    日本天文学会年会講演予稿集 1990(shuki) 1990年  
  • 芝井広, 奥田治之, 中川貴雄, 松原英雄, 舞原俊憲, 水谷耕平, 小林行泰, 広本宣久, 西村徹郎
    大気球シンポジウム 1989 1990年  
  • 広本宣久, 板部敏和, 秋葉誠, 奥田治之, 芝井広, 中川貴雄, 松原英雄
    搭載機器基礎開発成果報告書 3 1990年  
  • 広本宣久, 板部敏和, 秋葉誠, 芝井広, 奥田治之, 中川貴雄, 松原英雄
    宇宙放射線シンポジウム 1989 1990年  
  • 中川貴雄, 奥田治之, 村上浩, 芝井広, 矢島信之, 太田茂雄, 並木道義, 松原英雄, 山下由香利
    大気球シンポジウム 1989 1990年  
  • 芝井宏, 奥田治之, 中川貴雄, 松原英雄, 広本宣久, RICHARDS P L
    宇宙放射線シンポジウム 1989 1990年  
  • 中川貴雄, 奥田治之, 村上浩, 芝井広, 矢島信之, 太田茂雄, 並木道義, 松原英雄, 山下由香利
    宇宙放射線シンポジウム 1989 1990年  
  • 中川貴雄, 奥田治之, 芝井広, 松原英雄, 舞原俊憲, 水谷耕平, LOW F J, 小林行泰, 広本宣久
    宇宙科学研究所報告 特集 (25) p253-273 1990年  
    遠紫外線(波長912A&acd;2000A)が支配的な加熱源であり, そのために物理・化学状態が遠紫外線量によって決定されている星間領域を, 光解離領域と呼ぶ。この領域は, 電離領域から分子雲にかけてのエネルギーの流れを司どるとともに, 分子雲の化学状態に大きな影響を与えている。しかし, このように重要な領域でありながら, 広範囲な観測は従来はなされていなかった。我々は, 口径50cmの気球搭載赤外線望遠鏡および超流動液体ヘリウム冷却ファブリ・ペロー分光器を用いて, 銀河系内の様々な光解離領域について, 遠赤外スペクトル線分光観測を行った。目的のスペクトル線は, 光解離領域で最も明るい二本の微細構造線 : [CII](波長158μm)および[OI](波長63μm)である。特に[CII]スペクトル線については, 従来の空間チョッピング方式に加えて, 周波数スイッチング方式を採用し, 空間的に広がった[CII]スペクトル線を, 世界で初めて直接的に観測することに成功した。主な観測対象は, M17・NGC6334等の活発な星生成領域, 我々の銀河の中心領域, そして銀河面の広範囲のマッピング観測など, 広範囲にわたる。この観測により, 光解離領域の物理・化学状態の理解が進んだ。特に, 光解離領域が空間的に大きく広がり, かつ星間ガスの中の大きな質量を占めていることが明らかになった。資料番号: SA0166942000
  • 中川 貴雄, 奥田 治之, 芝井 広, 松原 英雄, 舞原 俊憲, 水谷 耕平, Low F. J., 西村 徹朗, 小林 行泰, 広本 宣久
    宇宙科学研究所報告 特集 24(24) p129-137 1989年12月  
    我々は, 口径50cmの気球搭載赤外線望遠鏡および超流動液体ヘリウム冷却ファブリ・ペロー分光器を用いて, 活発な星生成領域である NGC 6334から, 非常に強い遠赤外[CII]スペクトル線(波長158μm)を検出した。さらに, 機械の特性を活かす周波数スイッチング方式を採用することにより, NGC 6334内の0.8×0.3度の広い領域にわたって, [CII]スペクトル線によるマッピング観測を行なうことにも成功した。これらの[CII]観測により, 励起星の進化に伴う光解離領域の進化が, 初めて明らかになった。さらに, 未だ HII 領域をともなっていない若い領域からも, 従来の光解離領域の理論からは予想されない, 強い[CII]放射を検出した。この励起源としては, (1)光解離領域がHII領域よりも急速に進化するため, (2) 星間雲に埋もれている多くの B 型星の寄与, の二つが考えられる。資料番号: SA0166911000
  • 松原 英雄, 中川 貴雄, 芝井 広, 奥田 浩之, 水谷 耕平, 舞原 俊憲, 小林 行泰, 広本 宣久, 西村 徹郎, Low F. J.
    宇宙科学研究所報告 特集 24(24) p139-147 1989年12月  
    気球遠赤外分光観測, 特に[CII]158μm線, [OI]63μm線の観測結果に基づき, M17HII領域及びM17 SW分子雲に関係した光解離領域(CII領域)の空間分布とエネルギー収支について考察した。HII領域周辺では, [OI]線放射のガスの冷却に関する寄与が大きい。[CII]線・[OI]線によるガスの冷却量は, ダスト粒子からの光電子放出による加熱でまかなうことができる。重要な結果は, 水素原子密度10^4[cm^<-3>]以上, ガス温度100K以上と考えられるCII領域が, HII領域周辺に広範に広がっていることである。このことはCII領域には紫外光が充分遠方まで到達できるように, 密度ムラがあることを示唆している。またM17 SW分子雲領域に低強度の拡散[CII]線放射の存在が明らかになった。その分布は^<12>CO(J=1&xmap;0)線の強度の分布と似ている。この[CII]線放射のエネルギー源について考察した。また[CII]線放射量の全放射量に対する比が, HII領域周辺のそれよりも大きいことが明らかになった。資料番号: SA0166912000
  • 芝井 広, 奥田 浩之, 中川 貴雄, 松原 英雄, 舞原 俊憲, 水谷 耕平, 小林 行泰, 広本 宣久, LOW Frank J., 西村 徹郎
    宇宙科学研究所報告 特集 24(24) p149-162 1989年12月  
    銀河面に沿った広い領域から, 広がった[CII]157.74μm放射を検出した。観測は気球搭載赤外線望遠鏡に液体ヘリウム冷却のファブリ・ペロー分光器を搭載して行われた。強い[CII]放射が銀経30°から51°のほぼ全ての領域で検出された。この放射のほとんどは個別のHII領域に付随していない拡散成分である。[CII]放射の銀緯分布, 銀経分布は100μm連続波, および^<12>CO(1-0)に良く似ている。この[CII]放射は, 分子雲の表面に形成された「広がった光解離領域」から放射されている可能性が高い。銀河系の全[CII]光度は約3×10^7L_&ofcir;で, 全遠赤外光度の約0.35%にあたる。資料番号: SA0166913000
  • T NAKAGAWA, T NAGATA, TR GEBALLE, H OKUDA, H SHIBAI, H MATSUHARA
    ASTROPHYSICAL JOURNAL 340(2) 729-738 1989年5月  
  • 芝井 広, 奥田 治之, 中川 貴雄, 松原 英雄, 舞原 俊憲, 水谷 耕平, Low F.J., 西村 徹郎, 小林 行泰, 高見 英樹, 広本 宣久
    宇宙科学研究所報告 特集 23(23) p69-76 1989年3月  
    われわれは口径50cmの気球搭載赤外線望遠鏡(BIRT)に超流動ヘリウム冷却ファブリ・ペロー分光器を搭載して, 星間空間の比較的暖かい領域から放射される, 遠赤外スペクトル線([CII]158μm, [OI]63μm)の観測に成功した。われわれの観測装置は広がった放射成分の検出に特に威力を発揮し, これらのスペクトル線の放射領域(光解離領域と考えられている)が星生成領域に限られず, 周辺の低温分子ガス中にも広く存在すること, さらに銀河系全体にわたって広く一般的にみられることを明らかにした。また[CII]線の放射エネルギーは全放射エネルギーの0.1&acd;0.5%にも達し, 星間ガス雲の支配的冷却源であることが証明された。資料番号: SA0166878000
  • 廣本 宣久, 板部 敏和, 有賀 規, 猪股 英行, 奥田 治之, 松原 英雄, 芝井 広, 中川 貴雄, 斉藤 稔
    情報通信研究機構研究報告 35(175) 143-156 1989年  
  • 芝井広, 奥田治之, 舞原俊憲, 高見英樹, 広本宣久, 中川貴雄, 小林行泰, THOMAS J A, SOOD R
    宇宙科学研究所報告 特集 (17) 91-99 1986年  
    資料番号: SA0166779000

共同研究・競争的資金等の研究課題

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● 専任大学名

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  • 専任大学名
    東京大学(University of Tokyo)