2022 Fiscal Year Research-status Report
Galactic Center Archaeology: Age dating the Galactic Bar
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21K03633
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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プロジェクト, 特任助教 (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) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 天の川銀河 / 太陽系 / 銀河動力学 / 位置天文学 / 数値シミュレーション / 銀河系中心 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画は、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などの最新観測データを用いて、太陽系や星の軌道移動過程を駆動する天の川銀河の棒状構造の動力学的性質や形成進化過程を明らかにすることが目的である。本年度は以下のような研究成果を得た。
(1) ASURAコードを用いた天の川銀河のN体/SPHシミュレーションを行い、その結果を解析することで、棒状構造の形成後、座屈不安定を経ることなく、鉛直軌道 共鳴によりボックス型 (BPXバルジ) の3D構造へと力学進化することを明らかにした (Baba, Kawata & Schoenrich 2022)。
(2) シミュレーション結果を可視化し、国立天文台/CfCAからプレスリリースした（2022/9/9)
(3) 共同研究によりBaba et al. 2022のデータを活用し、Gaia+APOGEEの銀河円盤星の年齢-重元素量の解釈を進め、GSE合体と厚い円盤形成に関するシナリオを提案した (Cuica et al. 2023 出版済み)
(4) 棒状構造の減速史の観測的痕跡を明らかにするため、減速する棒状構造の重力場における流体シミュレーションを実行した。棒状構造の減速は回転角速度の振動に伴い、中心領域や棒状構造の端におけるガスの圧縮過程が変化し、星形成率が変動するというプレリミナリーな結果を得た。
(5) 棒状構造形成に伴う中心領域へのガス降着率の変化、星形成活動の変化をみるために、成長する棒状構造重力場における高分解能流体シミュレーションを行った。その結果、棒状構造形成時にもっともガスが降着し、爆発的星形成や星団形成が起こるとともに、中心の巨大ブラックホール周辺までガスが降着するというプレリミナリーな結果を得た。
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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
本研究課題の前半の計画である、棒状構造の形成時期に関する観測的痕跡の理論予測に関する論文を出版することができた。また、その結果を研究機関からプレスリリースを行い、広く一般向けに発信することにも貢献した。現在は後半の研究計画である、棒状構造の減速史に観測的痕跡の理論予測に向けて、準備計算を行い、プレリミナリーな結果を得た段階にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の減速する棒状構造のシミュレーション結果の本計算を行い、結果の解析・整理を行う。現段階ですでにプレリミナリーな結果は得ているが、来年度は、本計算として高分解能化やモデルパラメータを変えた計算を複数行う。これにより、以下に取り組む。
(1) 銀河系中心へのガス降着率、星形成率の時間変化を解析し、銀河系中心の観測計画に対して理論モデルに基づき指針を与える。
(2) 銀河円盤部において棒状構造により駆動される渦状腕構造での星形成活動や周辺の星の運動状態を解析し、Gaiaなどの観測データとの比較を行う。
これらにより、棒状構造の減速などの動力学進化の観測的痕跡を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ蔓延の影響で、国内外の研究会がオンラインとなり、旅費の出費が全くなくなった影響が大きい。一方で、シミュレーションデータが膨大に増えたため、繰り越した研究費の一部は、データ保存用のストレージ購入や解析に必要な計算機資源の購入に充てることとする。
次年度より鹿児島大学へ異動したため、国立天文台・東京大学などの共同研究者らとの研究議論のための国内旅費、学会/研究会への出席・成果発表のための旅費として使用する。その他、計算機周辺機器および研究資料(専門書など)の購入に研究費を充てる予定である。
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