| Project/Area Number |
19H01934
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
細川 隆史 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30413967)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 星団形成 / 星形成 / 電離領域 / 大質量星 / 初代星 / 輻射流体力学 / 数値シミュレーション / 銀河形成 / 宇宙初代星 / 金属欠乏星 / 超巨大ブラックホール / 種族III星 / 宇宙初期天体 |
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| Outline of Research at the Start |
初期宇宙で実現する、銀河系とは異なる環境における星団形成過程を主に大規模数値シミュレーションを用いた理論研究によって明らかにする。具体的には、重元素の全くない初代星からなる星団から、球状星団の形成までを対象とする。特に銀河スケールの進化、及び遠方宇宙の観測に重要な、大質量星を多く含む大星団の形成過程についてその環境依存性を明らかにする。金属量に応じてどういう場合にどんな星団がどういう効率でどんな風に生まれるかを示す。また、それが初期宇宙のいつ、どこに相当してどういう風に将来観測されるか、または既存の観測と照らして整合するかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
星団形成に関連して、以下のように空間スケールの異なる多様な研究を展開できた。
まず、星周円盤以下の空間スケールの比較的小さい問題に関しては、初代星を対象とした円盤分裂とフィードバック過程に関する詳細計算の研究(Sugimura et al. 23)をまとめ、さらに中心星の内部構造まで分解し星の3次元構造に迫る研究(Kimura et al. 23)も行った。後者の研究によって、これまで星進化の1次元計算の予想でしかなかった、急速ガス降着のもとで極めて大きな半径をもつ原始星の姿がはじめて3次元計算でも示された。
次に空間スケールの大きな星団スケールでは、近傍の若い大星団形成時の観測的特徴の研究がまとまり(Inoguchi et al. 24)、特に電離ガスからの電波連続光(free-free)放射に着目すると数値シミュレーション結果は観測と非常に整合的であることが分かった。さらに、金属量が極めて少ない場合の星団形成シミュレーションをフィードバック過程込で行い(Chon et al. 24)、星の質量関数や星形成効率が金属量にいかに依存するかを示した。最近のJWST観測によってz>10の遠方宇宙では明るい銀河の個数が予想より多く見つかりその原因がさかんに議論されているが、金属量が太陽の1%程度の状況で起こる星団形成では自然にこの傾向が説明可能であることを示した。
さらにスケールを広げ、初期宇宙での星団形成環境を探る研究として、小ハロー中心部に銀河間から直接ガスが供給される現象、いわゆるcold accretion発現に関する研究も進めた(Kiyuna et al. 23)。宇宙で初めてcold accretionが発現する条件を明らかにし、そのとき超大質量星形成が起こる可能性を示した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(63 results)
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[Journal Article] Disk fragmentation and intermittent accretion onto supermassive stars2021
Author(s)
Matsukoba, R., Vorobyov, E.I., Sugimura, K., Chon, S., Hosokawa, T., & Omukai, K.
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Journal Title
MNRAS
Volume: 500
Issue: 3
Pages: 4126-4138
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Formation of the first stars and black holes2020
Author(s)
Haemmerle, L., Mayer, L., Klessen, R.S., Hosokawa,T., Madau, P., & Bromm, V.
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Journal Title
Space Science Reviews
Volume: 216
Issue: 4
Pages: 48-106
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Formation of massive stars under protostellar radiation feedback: Very metal-poor stars2020
Author(s)
Fukushima, H., Hosokawa, T., Chiaki, G., Omukai, K., Yoshida, N., & Kuiper, R.
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Journal Title
MNRAS
Volume: 497
Issue: 1
Pages: 829-845
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Star cluster formation and cloud dispersal by radiative feedback: dependence on metallicity and compactness2020
Author(s)
Fukushima, H., Yajima, H., Sugimura, K., Hosokawa, T., Omukai, K., & Matsumoto, T.
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Journal Title
MNRAS
Volume: 497
Issue: 3
Pages: 3830-3845
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Accretion bursts in low-metallicity protostellar disks2020
Author(s)
Vorobyov, E., Elbakyan, V.G., Omukai, K., Hosokawa, T., Matsukoba, R., & Guedel, M.
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Journal Title
A&A
Volume: 641
Pages: 72-80
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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