中〜大〜巨大質量ブラックホールの形成に関する恒星系力学からみた統一的理解の構築

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15037203
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 船渡 陽子 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (80292720)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牧野 淳一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (50229340)
• Keywords: ブラックホール / 恒星系力学 / 銀河中心 / 球状星団 / 専用計算機 / 三体問題 / 多体問題

Research Abstract

本研究の目標は,N体計算によりブラックホールを持つ恒星系の力学進化を調べ,恒星系の中にあるブラックホールの成長を明らかにすることである。この数値計算が難しいのは,ブラックホールとそのまわりの恒星の質量比が大きいことと,多くの場合にブラックホールを含む恒星系は衝突系であることによる。
そのようなシミュレイションを現実的な時間で行なうため,今年度はまず,衝突系向き重力多体問題専用機GRAPE6を並列化したシステムを構築した.これには,昨年度の予算で購入した計算機のCPUやマザーボード,ネットーワークを用いた.これにより,ホスト計算機自体の計算速度および並列計算におけるネットワークの速度の両方を速くできるようになった.
本研究では巨大ブラックホールは中〜大質量ブラックホールが高密度恒星系の中で合体しあって形成されるという予想をたて,その予想が正しいかどうか調べている.ブラックホールの合体においては,2体系が衝突合体するのは時間がかかるが,3体系だともっと短時間で合体出来る可能性がある.
この可能性を調べるべく,本研究では、3体系の合体の確率,および,恒星系の中にブラックホールが3体以上ある場合の合体の確率を調べる数値計算をすすめた.その結果,ブラックホールが3体ある場合には,2体しかない場合に比べ早く合体できることを確認した.