2017 Fiscal Year Annual Research Report
大規模数値シミュレーションによる、初代星からはじまる宇宙初期の天体形成史の研究
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17H04828
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
石山 智明 千葉大学, 統合情報センター, 准教授 (90616426)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 宇宙物理 / 高性能計算 / ダークマター / 銀河 / 星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高分解能宇宙論的シミュレーションと準解析的な手法を用いて、宇宙論的な文脈における初代星形成や銀河中心ブラックホールの進化を、近傍宇宙で観測可能な物理量と接続させることである。そして現在進行中の観測と比較し、初代星の初期質量関数や超大質量ブラックホールの起源といった宇宙初期の天体形成史を理解する。
2017年度は当初行う予定であった高分解能シミュレーションコードの開発を変更し、準解析的モデルの開発を先に進めた。これまではシミュレーションから得られたハローの合体形成史の上で、背景一様な輻射場において初代星を形成しそうなミニハローを同定していた。モデルを拡張し、初代星形成に続く金属を含む星の形成や、それらの超新星爆発による重元素汚染、近傍の天体からの輻射による水素分子解離といった重要な物理過程を組み込んだ。
さらに簡易な現象論的モデルと"particle tagging" という手法を用いて、ハロー内で形成する恒星の質量や分布の推定を可能にした。これにより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比較できるようになった。また低赤方偏移における銀河間物質の観測を通じて、初代星起源の金属汚染が検出できるかどうかの理論的検証を進めている。
2017年10月から、研究代表者と協力してコード開発、シミュレーション、データ解析を実行するための専従のポスドク研究員を雇用し、研究の効率化を促進している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
準解析的モデルの構築を先に進めたものの、当初予定していた高分解能シミュレーションコードの開発が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
雇用した専従のポスドク研究員と協力し、遅れている高分解能シミュレーションコードの開発を進める。多数の銀河サイズのハローの形成を追うことが可能な高分解能宇宙論的シミュレーションを行い、統計的精度を高める。また入手可能な観測量を通じ、準解析的モデルのキャリブレーションを行う。
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