2020 Fiscal Year Research-status Report
ダークサテライトは存在するか？―コールドダークマターモデルにおける諸問題の解明
| Project/Area Number |
20K04022
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
森 正夫 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (10338585)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | ダークマター / 銀河形成 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、M31 のハロー領域に存在する恒星ストリームであるNorth-Western（NW）ストリームに注目し、NW ストリームとダークマターサブハローの近接遭遇時の痕跡を理論・観測両側から調べることで、ダークマターサブハロー数の評価を行った。NW ストリームとダークマターサブハローの衝突実験をN 体計算を用いて遂行し、ダークマターサブハローの質量が10億太陽質量程度以上の近接遭遇時においては位相空間上に明確な痕跡が残ることを示した。さらに、衝突位置と衝突角度、ストリームの運動方向等のパラメータによってはストリーム自身が並行する二本の細長いストリームに分裂する現象が発生する事を見出した。M31 のハロー領域で観測されているステラーストリームでは、複数のストリームがほぼ平行に位置する場合が複数発見されているが、その生成メカニズムとしての可能性について解析を進めた。
さらに、銀河進化と銀河中心ブラックホールの共進化過程について銀河衝突の観点から、新しいモデルを提案した。銀河中心ブラックホールの活動性の状態変化をつかさどるメカニズムは未だ完全には解明されていない。我々は、スーパーコンピュータを駆使し、銀河衝突と銀河中心ブラックホールの活動性の関係を詳細に調べた。これまで銀河衝突で銀河中心ブラックホールは激しく活動すると信じられてきたが、銀河衝突が中心で起こった場合には事態は全く異なる事を証明した。中心に衝突した銀河がブラックホール周辺のガスを持ち去ってしまい、エネルギー源を失ったブラックホールは活動を休止する。銀河衝突が銀河進化のみならず、銀河中心ブラックホールの進化にも大きく影響する事を明確に示すことに成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウィルス拡散の社会的状況により、海外研究者との共同研究や国際会議等への参加について充分な進展を得る事が出来なかった。しかしながら、国内の共同研究者との共同研究の密度を上げる事が出来たおかげで、全体として順調に研究が進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
標準的なコールドダークマターモデルを基礎とした銀河形成シナリオでは銀河系ほどの大きさを持った銀河に付随する矮小銀河の総数に関する理論予測が、実際の観測と大きく食い違っている。いわゆる Missing Satellite Problem が未解決問題として指摘されている。この解決案として、観測が不可能なほどに暗い Sub-halo(Dark Satellite) の存在が考えられており、先行研究からこの Dark Satellite の存在を観測可能な Bright Satellite との衝突から間接的に示せる可能性が示唆された。今後は、宇宙論的N体シミュレーションや精密位置天文衛星の観測データを最大限活用して、Milky Way サイズの Host 銀河に付随した(Brightと Dark を含む) Sub-halo 同士の二体衝突の頻度を時間進化する系の中で詳細に調べる必要がある。そのような理論解析を進めた上で、矮小銀河の観測を通してDark Satellite の存在を観測的に見極めていく予定である。
|
| Causes of Carryover |
令和２年度は、新型コロナウィルス拡散の社会的状況により、本来計画していた出張が不可能であったし、シミュレーションデータ処理を行うための人件費も利用する機会がなかった。
令和3年度においても、新型コロナウィルス拡散予防の社会的状況を勘案しながら対応していく予定である。その為にオンラインミーティングをストレスなく実行するための周辺環境の整備を行っていく予定である。
|
