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初代銀河におけるブラックホール形成とその進化

Research Project

Project/Area Number 16J07507
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鄭 昇明  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords理論天文学 / ブラックホール天文学 / 初期宇宙 / 宇宙物理 / 銀河 / ブラックホール / 星形成 / 輻射輸送
Outline of Annual Research Achievements

本年度も引き続き「初代銀河におけるブラックホール形成とその進化」というテーマで研究を行った。本研究の目的は、宇宙に数多く存在する超巨大ブラックホールの起源を探ることである。超巨大ブラックホールはほとんどの銀河の中心に存在し、そのブラックホールの形成・進化の過程は銀河の進化にも大きな影響を及ぼしうる。このため、天文学的にも非常に意義深い研究である。本年度は、この超巨大ブラックホールの種の形成過程に焦点を当てた。具体的に超大質量星と呼ばれる、非常に重たい(10万太陽質量)星が宇宙において形成され得るかを、数値シミュレーションによって探った。この星は寿命を終えたのち、ブラックホールに崩壊し超巨大ブックホールの種になることが期待される。
昨年度までの研究では、主に超大質量星を形成し得る候補ガス雲を宇宙論的初期条件より始まる輻射流体シミュレーションを用いて探ってきた。本年度は特に、2つのガス雲に着目してそこで形成される星の質量を調べた。結果として、ガス雲の周囲の環境が星の最終質量に大きく影響することがわかった。具体的には、ガス雲の近傍に重たい銀河等が存在し強い潮汐力を受けている場合はガス雲の多くの星に分裂し、個々の星の質量は小さくなった。一方で、潮汐力の比較的弱いガス雲ではあまり分裂がおこらず非常に重たい星が形成された。10万年間の進化を追った結果、潮汐力の強い環境では数千太陽質量の星団が、潮汐力の弱い環境では数万太陽質量の星が形成されることがわかった。
本研究は周囲の環境効果も含めて超大質量星の形成過程を追った初めての計算であり、これまで考慮されてこなかった潮汐力等の環境効果が星の質量を決定するにあたって重要であることを示した。今後は、ここで形成された星が崩壊してブラックホールに進化する過程、また、そのブラックホールの成長過程に着目して研究する予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Radiation hydrodynamics simulations of the formation of direct-collapse supermassive stellar systems2018

    • Author(s)
      S. Chon, T. Hosokawa, N. Yoshida
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 475 Issue: 3 Pages: 4104-4121

    • DOI

      10.1093/mnras/sty086

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The impact of ionizing radiation on the formation of a supermassive star in the early Universe2017

    • Author(s)
      Chon, Sunmyon; Latif, Muhammad A.
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 467 Issue: 4 Pages: 4293-4303

    • DOI

      10.1093/mnras/stx348

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cosmological Simulations of Early Black Hole Formation: Halo Mergers, Tidal Disruption, and the Conditions for Direct Collapse2016

    • Author(s)
      Chon,S., Hirano,S., Hosokawa,T., & Yoshida,N.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 832 Issue: 2 Pages: 22-22

    • DOI

      10.3847/0004-637x/832/2/134

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 初期宇宙における超大質量星形成2018

    • Author(s)
      鄭昇明
    • Organizer
      初代星・初代銀河研究会2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 初期宇宙における超大質量星とブラックホールの種形成2018

    • Author(s)
      鄭昇明
    • Organizer
      「超巨大ブラックホール研究推進連絡会」第5回ワークショップ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] The impact of ionizing radiation on the formation of a supermassive star in the early Universe2017

    • Author(s)
      鄭昇明, M. Latif
    • Organizer
      日本天文学春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Radiation hydrodynamics simulations of the formation of direct-collapse supermassive stellar systems2017

    • Author(s)
      鄭昇明
    • Organizer
      Titans of the early universe
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Formation of Super Massive Star in the early Universe2017

    • Author(s)
      鄭昇明
    • Organizer
      EWASS2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 初期宇宙における超大質量ブラックホールの種形成2017

    • Author(s)
      鄭昇明
    • Organizer
      天体形成論 過去・現在・未来
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 初期宇宙における星形成円盤中での分裂片のmigration過程2017

    • Author(s)
      鄭昇明
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 銀河からの電離輻射が超大質量星形成に与える影響2017

    • Author(s)
      鄭昇明
    • Organizer
      第4回銀河進化研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 宇宙論的環境下における超大質量星形成シミュレーション2016

    • Author(s)
      鄭昇明、細川隆史、 吉田直紀
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Cosmological simulations of early blackhole formation: halo mergers, tidal disruption, and the conditions for direct collapse2016

    • Author(s)
      Sunmyon Chon、Shingo Hirano, Takashi Hosokawa、Naoki Yoshida
    • Organizer
      First Star V
    • Place of Presentation
      Heidelberg University (Heidelberg, Germany)
    • Year and Date
      2016-07-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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