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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Origin of Galactic First Generation Stars Based on Both Obserbations and Simulations of Very Metal-Poor Stars

Research Project

Project/Area Number 17H01101
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

千葉 柾司  東北大学, 理学研究科, 教授 (50217246)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 須佐 元  甲南大学, 理工学部, 教授 (00323262)
小宮山 裕  国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (20370108)
石山 智明  千葉大学, 統合情報センター, 准教授 (90616426)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords超金属欠乏星 / 初代星
Outline of Annual Research Achievements

当該研究課題の理論研究に関係する実績として、種族IIIの星や金属欠乏星の形成メカニズムの研究を推進し、特に母天体の乱流増幅機構、磁気拡散係数の進化を明らかにした。また、これらの星が原始星の間に合体してしまう条件を明らかにした。これによって種族IIIの星のうち、現在まで生き残る割合をより精密に計算する枠組みを構築することができた。

さらなる理論的な研究実績として、宇宙論的シミュレーションに基づいた、準解析的初代星形成モデルの開発を進めた。重要な物理過程である初代天体からの輻射フィードバックの数値計算を、高速フーリエ変換を用いて低コスト化した。そしてモデル計算の分解能、空間サイズ依存性を調べた。また現象論的モデルと "particle tagging" という手法を用いて、高赤方偏移における銀河形成と、近傍宇宙で観測されている恒星ストリーム構造を対応づけた。まず銀河ハローの形状と向きの、コズミックフィラメントから降着するサブハローの量への依存性を明らかにし、それに関連して質量が大きなハロー、高赤方偏移で取り込まれたハロー、軌道離心率が高いハローを起源とするストリームのアームが、よりホストハローの長軸方向にそろう傾向を見出した。

観測研究に関係する実績として、本科学研究費で製作した、すばる望遠鏡超広視野カメラHSC用NB395フィルターを用いた初代星探査研究を整備した。この狭帯域フィルターによる初代星検出法、検出限界等の検討を行い、今後の観測計画の立案を進めてきた。また同時に、固有運動情報に基づいた(初代星を含む)古いハロー星による銀河系の構造の研究や、多数の初代星によって構成されると考えられている近傍の超低金属量銀河の観測的研究も共同研究として行った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] プリンストン大学/ジョンズ・ホプキンス大学/カリフォルニア工科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      プリンストン大学/ジョンズ・ホプキンス大学/カリフォルニア工科大学
  • [Journal Article] The Nature of the Milky Way’s Stellar Halo Revealed by the Three Integrals of Motion2021

    • Author(s)
      Carollo Daniela、Chiba Masashi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 908 Pages: 191~219

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abd7a4

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ionization degree and magnetic diffusivity in star-forming clouds with different metallicities2021

    • Author(s)
      Nakauchi Daisuke、Omukai Kazuyuki、Susa Hajime
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 502 Pages: 3394~3416

    • DOI

      10.1093/mnras/stab248

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proper motion measurements for stars up to 100kpc with Subaru HSC and SDSS Stripe822020

    • Author(s)
      Qiu Tian、Wang Wenting、Takada Masahiro、Yasuda Naoki、Ivezic Zeljko、Lupton Robert H、Chiba Masashi、Ishigaki Miho、Komiyama Yutaka
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 501 Pages: 5149~5175

    • DOI

      10.1093/mnras/staa3975

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Long-term Orbital Evolution of Galactic Satellites and the Effects on Their Star Formation Histories2020

    • Author(s)
      Miyoshi Takahiro、Chiba Masashi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 905 Pages: 109~119

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc486

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Diversity of Dark Matter Density Profiles in the Galactic Dwarf Spheroidal Satellites2020

    • Author(s)
      Hayashi Kohei、Chiba Masashi、Ishiyama Tomoaki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 904 Pages: 45~63

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbe0a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The impact of filamentary accretion of subhaloes on the shape and orientation of haloes2020

    • Author(s)
      Morinaga Yu、Ishiyama Tomoaki
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 495 Pages: 502~509

    • DOI

      10.1093/mnras/staa1180

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extremely Metal-poor Representatives Explored by the Subaru Survey (EMPRESS). I. A Successful Machine-learning Selection of Metal-poor Galaxies and the Discovery of a Galaxy with M* < 10^6 Msun and 0.016 Zsun2020

    • Author(s)
      Kojima Takashi、Ouchi Masami、Rauch Michael、Ono Yoshiaki、Nakajima Kimihiko、Isobe Yuki、Fujimoto Seiji、Harikane Yuichi、Hashimoto Takuya、Hayashi Masao、Komiyama Yutaka et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 898 Pages: 142~171

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aba047

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Gaia データに基づく天の川銀河ハローの広域構造の構築2021

    • Author(s)
      佐藤元太, 千葉柾司
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
  • [Presentation] 銀河系矮小銀河ダークマター密度分布の多様性2021

    • Author(s)
      林航平, 千葉柾司, 石山智明
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
  • [Presentation] 銀河形成シミュレーションで探る rプロセス元素に富んだ星の動力学的性質2021

    • Author(s)
      平居悠, 青木和光, Timothy C. Beers, 千葉柾司, 斎藤貴之, 岡本崇, 牧野淳一郎
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
  • [Presentation] 星同士の詳細な合体条件の探求2021

    • Author(s)
      桐原崇亘, 須佐元, 谷川衝
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
  • [Presentation] ダークマターと宇宙の構造形成進化2021

    • Author(s)
      石山智明
    • Organizer
      2020年度第2回計算科学フォーラム
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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