2020 Fiscal Year Annual Research Report
銀河団形成領域の高分解能計算と広視野・高分解能観測で解き明かす銀河と銀河団の進化
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19H01931
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
岡本 崇 北海道大学, 理学研究院, 教授 (50541893)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
諸隈 佳菜 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員 (70649467)
児玉 忠恭 東北大学, 理学研究科, 教授 (80343101)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 銀河形成 / シミュレーション / 銀河団 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銀河形成のシミュレーションの流体を扱うのにもちいている mesh-free 法を用いた場合の、ガス雲の自己重力による分裂が、数値分解能にどう依存するのかを詳しく調べた。その結果、メッシュ法を用いた場合に、局所的なジーンズ長が分解出来ていない場合に、重力的に安定であるはずの揺らぎが数値的に成長してしまう、いわゆる artifical fragmentation は、mesh-free 法では生じないことが分かった。つまり、mesh-free 法を用いた場合には、たとえジーンズ長が分解できていなくても、物理的に安定な摂動は安定なまま成長することはない。一方、mesh-free 法のもとで、不安定な揺らぎは、数値分解能に依らず成長するが、ジーンズ長が分解できていない場合には、その成長が著しく遅れることも明らかになった。
また数値シミュレーションを用いて、孤立銀河において円盤の自己重力不安定性によって形成された棒構造と他の銀河との潮汐相互作用によって形成された棒構造が星形成にどのような影響を与えるか、を調べた。その結果、棒構造の誘起メカニズムの違いにより、棒構造内の星形成活動に違いが見られることが明らかになった。この結果を利用することで、銀河の棒構造形成メカニズムについて、観測的に区別をつけられる可能性がある。
銀河団内の銀河の星形成を抑制するメカニズムを ALMA 望遠鏡を用いた観測により調べるプロジェクトに参加した。その結果、銀河団内の銀河の星形成は、銀河同士の相互作用よりも、銀河団ガスとの相互作用により、抑制されている可能性が高いという結果を得た。
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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
新たに開発されたラグランジュ法的な流体法のもとでのガス雲の自己重力による収縮、分裂に関する重要な結果を得ることが出来た。また、銀河の棒状構造を発生されるメカニズムとして考えられている円盤の自己重力不安定性と、他の銀河との潮汐相互作用についてのシミュレーションにより、発生メカニズムごとに、棒状構造内の星形成活動が異なることが分かった。この原因までは明らかにできず、将来の課題とした。
さらに、ALMA 望遠鏡を用いた観測プロジェクトに参加し、銀河団内での銀河の環境ごとに、銀河内の原子ガスの量、分子ガスの量、星質量、星形成率を調べることにより、銀河団銀河の星形成活動を抑制しうる様々な物理プロセスについて、その相対的重要性を明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度得られたガスの自己重力分裂の結果を元に、銀河形成シミュレーション用に、数値分解能に依存しない形での星形成のモデルを実装する。現在まで開発してきた、超新星爆発、銀河中心超大質量ブラックホールの成長とそれによる AGN フィードバックと合わせて用いることにより、銀河団銀河の研究に適用可能なシミュレーションコードとする。
銀河団銀河のシミュレーションは観測結果と直接比較することで、観測される銀河の性質、とくに銀河団内における星形成活動の抑制を、シミュレーションがどう説明するのか、それは観測事実と一致するのかを検証する。
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