矮小銀河残骸から再現する銀河系の歴史年表:位相空間に隠された力学時計の探求
Project/Area Number |
21K13965
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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Research Institution | The Institute of Statistical Mathematics |
Principal Investigator |
服部 公平 統計数理研究所, 統計思考院, 助教 (20895627)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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Keywords | 銀河系 / 恒星系力学 / 銀河系力学 / 銀河力学 / 銀河考古学 / Gaia衛星 / 位置天文学 |
Outline of Research at the Start |
我々の住む銀河系は、矮小銀河のような小さな系との衝突を繰り返し、現在の姿になったと考えられている。銀河系の歴史を解明する上で最大の難関は、銀河系で過去に生じた現象が「いつ起きたのか」を正確に推定することである。本研究の目的は、銀河系に衝突してきた矮小銀河が銀河系に「いつ」衝突したのかを、その残骸として現在も銀河系に残る星の軌道情報から推定し、銀河系が経験した衝突の歴史を描く「精密な歴史年表」を作成することである。
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Outline of Annual Research Achievements |
人類の住む天の川銀河は、小さな矮小銀河の衝突と合体を経て現在の姿になったと考えられている。銀河系の歴史を知る上では、過去にどのような矮小銀河が銀河系に衝突したのかを突き止める必要があるが、衝突した矮小銀河の発見は、(1)力学的な位相混合の効果(2)観測誤差の効果によって、困難であった。本研究では、運動の保存量である軌道作用積分(orbital action)を用いることで(1)の困難を克服し、新たに開発した統計数理手法(Greedy Optimistic Clustering;貪欲楽観クラスタリング法)によって(2)の問題を解決した。そして、人工衛星Gaiaの観測データを利用し、形成初期の銀河系に衝突した6個の矮小銀河残骸を発見し、この結果を論文にまとめて出版した。 これらの6個の矮小銀河は、運動の状態(位相混合の状態)から推測すると、100億年程度の昔に銀河系に衝突した残骸であると推測される。この推測は、化学組成データ(金属量が低い星であること)からの推測とも整合する結果である。一般に、矮小銀河の残骸の星の運動状態を用いることでその矮小銀河がいつ銀河系に衝突したかを調べることは困難である。これは、Gaiaなどの最新のデータでさえ観測誤差が大きすぎることが主な原因である。この問題に対処するため、上記のGreedy Optimistic Clusteringを用いることで観測誤差の影響を取り除くことができないかどうかを、数値シミュレーションおよび模擬観測を用いて検討した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新たに開発した統計数理手法(Greedy Optimistic Clustering)の応用に成功し、今後大規模なデータに応用する準備が整ったため。
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Strategy for Future Research Activity |
Greedy Optimistic Clustering法を大規模データに応用することで、銀河系の歴史をさらに詳細に解析する。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)