2018 Fiscal Year Research-status Report
銀河系の大局的物質混合史の解明：何がいつどのように星の大移動を引き起したのか？
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18K03711
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
馬場 淳一 国立天文台, JASMINE検討室, 特任研究員 (90569914)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斎藤 貴之 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40399291)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 天の川銀河 / 位置天文学 / 化学動力学 / シミュレーション / 渦状腕 / 棒状構造 / 矮小銀河 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は天の川銀河 (銀河系) の数値シミュレーションと、位置天文観測衛星 Gaiaなどの最新データを用いて、星の軌道移動を伴う銀河系の化学動力学進化過程を明らかにするものである。特に、渦状腕構造の動力学的性質 (密度波モデル / 動的化上腕モデル)、棒状構造の性質や形成時期、射手座矮小銀河などからの摂動の効果に着目した、銀河系の化学動力学進化の研究である。本年度は以下のような研究成果を得た。
1) Gaia の第二期公開データ (DR2) を用いて、世界で初めて広域に渡る星の回転速度 Vrot の銀河中心距離 R依存性を調べ、従来の棒状構造＋密度波モデルで示唆されるよりも多くのR-Vrotリッジを発見した。同様に、 鉛直速度 VzのR依存性も調べ、銀河系円盤にkpcスケールの屈曲波が存在することを示した (Kawata, Baba et al. 2018, MNRAS)。
2) N体/流体シミュレーションコード ASURAを用いて、Gaia DR2で示唆された射手座矮小銀河や、異なる軌道パラメーターの矮小銀河からの摂動考慮した数値シミュレーションを行い、銀河円盤外縁部からの星の軌道移動の可能性を示した (論文投稿中)。
3) Gaiaデータと数値シミュレーションデータの比較に基づき、天の川銀河のペルセウス座腕の動力学的性質を調べ、ペルセウス座腕は現在巻き込まれて壊れつつある段階にある動的渦状腕である可能性を示唆し(Baba et al. 2018, ApJ)、国際研究会で発表した。
4) 棒状構造や渦状腕構造が銀河円盤の星やガスの運動に与える影響を調べるための、3次元重力場ポテンシャルを生成するコードを独自に開発した。これをASURAコードに組み込み、現在シミュレーションを実行中である。
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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
位置天文観測衛星 Gaiaデータを用いて、銀河系の星の速度場を調べ、棒状構造や渦状腕、矮小銀河の影響と思われる複雑な特異運動を観測的に明らかにできた。この複雑な特異運動の起源の明らかにすべく、予定通りASURAコードを用いたシミュレーションに棒状構造・渦状腕・矮小銀河摂動の影響を組み込み、計算を実行し解析を進めている。また、矮小銀河摂動を考慮したシミュレーションを用いて、太陽近傍の化学動力学進化における銀河系円盤外縁部からの星の軌道移動の影響を共同研究で調べ、すでに論文として投稿済みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね予定通り本年度に準備・実行した数値シミュレーションの結果を解析しまとめる。特に、棒状構造形成が与える円盤部の星の軌道移動や、銀河バルジ領域へのガス流入とそれに伴う星形成、バルジ成長に着目した研究結果をまとめて、論文として投稿したい。また、本年度行った矮小銀河摂動の影響のシミュレーションは、ガスを含まない星のみの計算であった。本年度はガス・星形成も考慮したシミュレーションを行い、セファイドのような若い星やレッドクランプ星のような年老いた星など、様々な年齢の星の観測データ (Gaiaなど) と比較し、銀河系の化学動力学進化の研究に着手する予定である。
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| Causes of Carryover |
当初、初年度に分担者がノートパソコンを購入予定であったが、まだ初年度には不要であったため購入を見送った。初年度の後半で分担者の所属機関が変更になり、今後の研究打ち合わせに国内旅費がかかることになった。繰越分は当初の予定どおりノートパソコンの購入に経費を充てるとともに、共同研究者との打ち合わせのための国内旅費に使用する。また、海外の共同研究者の来日のための渡航費、代表者・分担者が研究会に参加するための国内外出張旅費、観測データ・シミュレーションデータ保存のためのストレージなどの計算機関連部品の購入費、研究資料 (専門書など) の購入費、論文出版費に使用する。
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