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Research on the maintenance of the warps excited in the galactic disk surrounded by prolate halos

Research Project

Project/Area Number 21K03626
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionShiga University

Principal Investigator

HOZUMI Shunsuke  滋賀大学, 教育学系, 教授 (90229203)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩澤 全規  松江工業高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (10650038)
似鳥 啓吾  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 技師 (80600824)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords銀河ウォープ構造 / 円盤銀河 / ダークマターハロー / 恒星系力学 / N体計算 / ウォープ構造 / 扁長ダークマターハロー / N体シミュレーション / 扁長ハロー / 力学摩擦
Outline of Research at the Start

円盤銀河の多くで、円盤の終端が垂直方向に折れ曲がって円盤を真横から見ると積分記号に似たウォープという構造が観測されているが、それを宇宙年齢程度維持する機構が明らかにされていない。そこで、扁長ダークマターハローの赤道面に対して傾いた銀河円盤がハローからトルクを受けてウォープが形成されるモデルに着目し、宇宙年齢程度維持できる円盤と扁長ハローの構造を、高速なN体計算コードを開発して大量粒子のシミュレーションで明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

We investigate, using N-body simulations, the maintenance mechanism of a warp which looks like an integral sign with one end of the outer edge bent upward and the other end bent downward when the disk of a disk galaxy is viewed from edge-on. As a consequence, we have found that if the dark matter halo surrounding the disk is prolate like a rugby ball, and the disk is inclined with respect to the equatorial plane of that halo, the excited warp is maintained for about the age of the Universe owing to the torque that is constantly exerted to the disk from the halo.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

円盤銀河で観測されるウォープは、衛星銀河の降着による潮汐作用では形成できても長期間維持できなかった。この未解決問題に対して、銀河を取り巻くハローの形状がラグビーボールのように扁長で、円盤がその赤道面に対して傾いて形成されれば、観測で示唆される宇宙年齢程度維持できることを明らかにした。実際、宇宙論的シミュレーションでは扁長ハローも扁平ハローも同程度形成されているので、我々の結果は扁長ハローの重要性を示したことになる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] SCF-FDPS: A Fast N-body Code for Simulating Disk?Halo Systems2023

    • Author(s)
      Hozumi Shunsuke、Nitadori Keigo、Iwasawa Masaki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 948 Issue: 1 Pages: 29-29

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acbea5

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] SCF-FDPS: A Fast N-body Code for Simulating Disk-Halo Systems2023

    • Author(s)
      Shunsuke Hozumi
    • Organizer
      令和4年度天文シミュレーションプロジェクトユーザーズミーティング
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] FDPS-SCF: 円盤銀河の高速N体計算コードの開発2022

    • Author(s)
      穂積俊輔
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A Fast N-body Code for Simulating Disk-Halo Systems2022

    • Author(s)
      Shunsuke Hozumi
    • Organizer
      Challenges and Innovations in Computational Astrophysics IV
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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