2022 Fiscal Year Research-status Report
矮小銀河残骸から再現する銀河系の歴史年表：位相空間に隠された力学時計の探求
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21K13965
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| Research Institution | The Institute of Statistical Mathematics |
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Principal Investigator |
服部 公平 統計数理研究所, 統計思考院, 助教 (20895627)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 銀河系 / 恒星系力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人類の住む天の川銀河は、小さな矮小銀河の衝突と合体を経て現在の姿になったと考えられている。銀河系の歴史を知る上では、過去にどのような矮小銀河が銀河系に衝突したのかを突き止める必要があるが、衝突した矮小銀河の発見は、（１）力学的な位相混合の効果（２）観測誤差の効果によって、困難であった。本研究では、運動の保存量である軌道作用積分(orbital action)を用いることで（１）の困難を克服し、新たに開発した統計数理手法(Greedy Optimistic Clustering；貪欲楽観クラスタリング法)によって（２）の問題を解決した。そして、人工衛星Gaiaの観測データを利用し、形成初期の銀河系に衝突した６個の矮小銀河残骸を発見し、この結果を論文にまとめて出版した。
これらの６個の矮小銀河は、運動の状態（位相混合の状態）から推測すると、100億年程度の昔に銀河系に衝突した残骸であると推測される。この推測は、化学組成データ（金属量が低い星であること）からの推測とも整合する結果である。一般に、矮小銀河の残骸の星の運動状態を用いることでその矮小銀河がいつ銀河系に衝突したかを調べることは困難である。これは、Gaiaなどの最新のデータでさえ観測誤差が大きすぎることが主な原因である。この問題に対処するため、上記のGreedy Optimistic Clusteringを用いることで観測誤差の影響を取り除くことができないかどうかを、数値シミュレーションおよび模擬観測を用いて検討した。
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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
新たに開発した統計数理手法(Greedy Optimistic Clustering)の応用に成功し、今後大規模なデータに応用する準備が整ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
Greedy Optimistic Clustering法を大規模データに応用することで、銀河系の歴史をさらに詳細に解析する。
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| Causes of Carryover |
共同研究のために海外出張を計画していたが、コロナ禍の影響で次年度に延期されたため。また、論文出版費用を見込んでいたが、海外での共同研究の延期のためにこちらも先送りとなったため。
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