大規模数値計算による初期宇宙での構造形成と銀河間物質の再電離過程の研究

• Project/Area Number: 17684008
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 吉田 直紀 Nagoya University, 大学院・理学系研究科, 助教 (90377961)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000); Fiscal Year 2007: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2006: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2005: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
• Keywords: 宇宙物理 / 天文

Research Abstract

1 今年度は宇宙再電離に伴う銀河間物質の進化の研究の発展として、初代星からの紫外光により一旦電離されたガスから第二世代の星が生まれる様子のシミュレーションを行った。
昨年度の研究では星形成分子ガス雲が形成されるまでにとどまっていたが、さらに質量解像度を高める手法を適用して、第二世代の原始星形成まで詳細に調べた。3次元シミュレーションから得られたガス降着率を用いて原始星進化の計算をおこない、第二世代の星は質量がおよそ数十倍程度になることを示した。
2 第一世代星が進化の最終段階に、重力崩壊によっておよそ100太陽質量程度のブラックホールを残す場合の宇宙論的構造形成シミュレーションを行った。ブラックホールが宇宙論的環境の中でその後どのように進化し、宇宙年齢10億年の頃までに観測から示唆されるような巨大質量ブラックホールに成長できるかを調べた。ブラックホールへのガス降着率が理論的に可能な上限に近い場合のみ、十分な質量にまで成長することができると示し、またそのような巨大ブラックホールを含む遠方のクエーサーの電波特性を議論した。

Research Products

• [Journal Article] Modeling the Dust Properties of z=6 Quasars with ART All-Wavelength Radiative Transfer with Adaptive Refinement Tree (2008)
  • Author(s): Y.Li, 他7名, 吉田直紀
  • Journal Title: Astrophysical Journal 678 Pages: 41-63
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formation of Massive Primordial Stars in a Reionized gas (2007)
  • Author(s): 吉田直紀、大向一行、Lars Hernquist
  • Journal Title: Astrophysical Journal Letters 667 Pages: 117-120
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Early Cosmological HII/HeIII Regions and Their Impact on Second Generation Star Formation (2007)
  • Author(s): 吉田直紀, S.-P.Oh, 北山哲, L.Hernquist
  • Journal Title: Astrophysical Journal 663(未定)
• [Journal Article] The First Generation of Stars in the LCDM Cosmology (2007)
  • Author(s): L.Gao, 吉田直紀, T.Abel, C.Frenk, A.Jenkins, V.Springel
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (未定)
• [Journal Article] Early Structure Formation in Quintessence Models and Its Implications for Cosmic Reionization from First Stars (2007)
  • Author(s): U.Maio, K.Dolag, M.Meneghetti, L.Moscardini, 吉田直紀 他3名
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 373 Pages: 869-869
• [Journal Article] Formation of Primordial Stars in a LCDM Universe (2006)
  • Author(s): 吉田直紀, 大向一行, L.Hernquist, T.Abel
  • Journal Title: Astrophysical Journal 652 Pages: 6-6
• [Journal Article] A Merger Driven Scenario for Cosmological Disk Galaxy Formation (2006)
  • Author(s): B.Robertson, L.Hernquist, T.Matteo, J.Bullock, V.Springel, 吉田直紀
  • Journal Title: Astrophysical Journal 645 Pages: 986-986
• [Journal Article] From the First Stars to the First Galaxies (2006)
  • Author(s): 吉田直紀
  • Journal Title: New Astronomy Reviews 50 Pages: 19-19
• [Journal Article] Voids in a Lambda CDM universe (2006)
  • Author(s): J.Colberg, R.Sheth, A.Diaferio, G.Liang, 吉田直紀
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 360 Pages: 216-216
• [Journal Article] The Many Lives of AGN : Cooling Flows, Black Holes and the Colors of Galaxies (2005)
  • Author(s): D.Croton 他(9名中9番目)
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 365 Pages: 11-11
• [Journal Article] Supernova Explosions in the Early Universe : Evolution of Radiative Remnants and the Halo Destruction Efficiency (2005)
  • Author(s): 北山哲, 吉田直紀
  • Journal Title: Astrophysical journal 630 Pages: 675-675
• [Journal Article] Siimulations of the Formation, Evolution and Clustering of Galaxies and Quasars (2005)
  • Author(s): V.Springel, S.White, A.Jenkins, C.Frenk, 吉田直紀, G.Liang他11名
  • Journal Title: Nature 435 Pages: 629-629
• [Presentation] Formation of the First Stars in the Universe (2007)
  • Author(s): 吉田直紀
  • Organizer: 10th Origin of Matter and Evolution of Galaxies
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-12-04
• [Presentation] Star-Formation in Second Generation Proto-Galaxies (2007)
  • Author(s): 吉田直紀
  • Organizer: Star Formation Through Cosmic Time
  • Place of Presentation: 米国サンタバーバラ
  • Year and Date: 2007-08-15
• [Presentation] Formation of Primordial Protostars in a LCDM Universe (2007)
  • Author(s): 吉田直紀
  • Organizer: First Stars III
  • Place of Presentation: 米国サンタフェ
  • Year and Date: 2007-07-14
• [Book] 現代の天文学4 銀河(1) 銀河と宇宙の階層構造 (2007)
  • Author(s): 谷口義明, 他
  • Publisher: 日本評論社
• [Book] 現代の天文学14 シミュレーション天文学 (2007)
  • Author(s): 富阪幸治, 他
  • Publisher: 日本評論社
• [Remarks]
  • URL: http://www.a.phys.nagoya-u.ac.jp/~nyoshida/firststar.html