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2016 Fiscal Year Research-status Report

輻射流体シミュレーションによる銀河系統樹の構築

Research Project

Project/Area Number 25400222
Research InstitutionUniversity 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) 2013-04-01 – 2018-03-31
Keywords理論天文学 / 銀河形成
Outline of Annual Research Achievements

本研究では宇宙理論と計算科学、宇宙観測といった三つの研究分野を融合し、理論と観測の融合というキーワードを念頭に、銀河形成の輻射流体モデルの構築に取り組む。そのために、流体力学シミュレーションコードと輻射輸送シミュレーションコードを結合させ、その計算加速装置を搭載した計算機上で効率よく計算を行うことができる高精度輻射流体シミュレーションコードを開発する。そして、そのコードを駆使して構築した銀河形成の理論模型と、ライマンアルファ銀河やライマンブレイク銀河等の遠方の銀河天体の観測データとの詳細な比較を行う。このような理論と観測の相互のフィードバックサイクルを徹底的におこない、銀河形成・進化の標準模型を作り上げる。最終的に、多様な銀河宇宙を解読するための銀河系統樹を構築し、現在の銀河宇宙の成り立ちを解明する。
平成28年度は、銀河形成シミュレーションコードの開発を継続するとともに、矮小銀河と大質量円盤銀河との銀河衝突シミュレーションを行い、マイナーマージャ―イベントとステラ―ストリーム形成に関する知見を得ることができた。特にアンドロメダ銀河で観測されているノースウェストステラ―ストリームの形成過程を観測データと比較する研究に発展することに成功した。今後は、観測グループとの共同研究を行いマイナーマージャ―イベントと銀河進化過程について詳細に調べていく予定である。さらに、遷音速銀河風模型を用いた高赤方偏移で観測された銀河からのアウトフロー速度と星形成率、ダークマターハロー質量の関係について新しい知見を得ることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度の銀河衝突シミュレーションでは、マイナーマージャ―イベントとステラ―ストリーム形成に関するスーパーコンピュータを駆使した大規模計算を行い、学術論文にまとめた。本論文はMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyに投稿し、査読過程をすでに終えて、2017年中の掲載が決定し研究の進展を報告することができた、また、アンドロメダ銀河で観測されているノースウェストステラ―ストリームの形成過程を観測データと比較する観測グループとの東北大学と国立天文台、筑波大学で構成される共同研究グループが発足した。本研究により銀河進化に多くの関する知見を得られることが期待される。

Strategy for Future Research Activity

銀河形成・進化の流体力学シミュレーションを行い、ガスの密度、温度、重元素量からの放射を計算し、その銀河形成時のスペクトルを求める。そして銀河風として銀河から流出する複雑なガスの流れについて、近傍銀河とライマンアルファエミッター等の高赤方偏移天体の形態との比較を行う。また、すばる望遠鏡のHyper Suprime-Cam による観測によって得られた銀河風放出の候補天体のデータから、銀河進化における銀河風の影響について調べる。特に、我々のモデルでは、LAEの内、質量の大きなものがLABであり、それは大質量の銀河が形成している現場であることを示唆しているが、将来の観測でその検証作業を行う。

Causes of Carryover

共同研究者のミュンヘン天文台の Andreas Burkert 教授と矮小銀河形成に関する研究打ち合わせを行う予定であったが、日程調整がつかず平成29年度に先送りを行った。

Expenditure Plan for Carryover Budget

日程調整を行い、ミュンヘン天文台の Andreas Burkert 教授と矮小銀河形成に関する研究打ち合わせを行う予定である。

  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California, Los Angeles(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California, Los Angeles
  • [Journal Article] ALMA Reveals Strong [C II] Emission in a Galaxy Embedded in a Giant Lyα Blob at z = 3.12017

    • Author(s)
      Umehata, H.; Matsuda, Y.; Tamura, Y.; Kohno, K.; Smail, I.; Ivison, R. J.; Steidel, C.C.; Chapman, S.C.; Geach, J.E.; Hayes, M.; Nagao, T.; Ao, Y.; Kawabe, R.; Yun, M.S.; Hatsukade, B.; Kubo, M.; Kato, Y.; Saito, T.; Ikarashi, S.; Nakanishi, K.; Lee, M.; Izumi, T.; Mori, M.; Ouchi, M.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 834 Pages: 16-23

    • DOI

      10.3847/2041-8213/834/2/L16

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Formation of the Andromeda giant stream: asymmetric structure and disc progenitor2017

    • Author(s)
      Kirihara, T.; Miki, Y.; Mori, M.; Kawaguchi, T.; Rich, R. M.
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 464 Pages: 3509-3525

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2563

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Multilateral Study of the Andromeda Giant Stream: Implications for the progenitor, its MBH, and the M31 halo2017

    • Author(s)
      Kirihara, Takanobu; Miki, Yohei; Mori, Masao; Kawaguchi, Toshihiro; Rich, R. Michael
    • Journal Title

      Proceedings of the International Astronomical Union

      Volume: 321 Pages: 42-42

    • DOI

      10.1017/S1743921316011443

    • Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A new concept of transonic galactic outflows and its application to the Sombrero galaxy2017

    • Author(s)
      Igarashi, Asuka; Mori, Masao; Nitta, Shin-Ya
    • Journal Title

      Proceedings of the International Astronomical Union

      Volume: 321 Pages: 125-125

    • DOI

      10.1017/S1743921316011340

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Statistical properties of diffuse Lyα haloes around star-forming galaxies at z=22016

    • Author(s)
      Momose, Rieko; Ouchi, Masami; Nakajima, Kimihiko; Ono, Yoshiaki; Shibuya, Takatoshi; Shimasaku, Kazuhiro; Yuma, Suraphong; Mori, Masao; Umemura, Masayuki
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 457 Pages: 2318-2330

    • DOI

      10.1093/mnras/stw021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Collision Tomography: Physical Properties of Possible Progenitors of the Andromeda Stellar Stream2016

    • Author(s)
      Miki, Yohei; Mori, Masao; Rich, R. Michael
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 827 Pages: 82-94

    • DOI

      10.3847/0004-637X/827/1/82

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Connection between cusp-core problem and too-big-to-fail problem in CDM model2016

    • Author(s)
      Kato, Kazuki; Mori, Masao; Ogiya, Go
    • Journal Title

      Proceedings of the International Astronomical Union

      Volume: 317 Pages: 312-313

    • DOI

      10.1017/S174392131500705X

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Disk dwarf galaxy as the progenitor of the Andromeda giant stream2016

    • Author(s)
      Kirihara, Takanobu; Miki, Yohei; Mori, Masao; Kawaguchi, Toshihiro
    • Journal Title

      Proceedings of the International Astronomical Union

      Volume: 317 Pages: 316-317

    • DOI

      10.1017/S1743921315007127

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 銀河風の遷音速モデルと星形成銀河への応用2017

    • Author(s)
      五十嵐朱夏,森正夫,新田伸也
    • Organizer
      日本天文学会2017年春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-18
  • [Presentation] Integral Approachによる、Density Independent SPH法とGodunov SPH法の改良2017

    • Author(s)
      藤原隆寛,森正夫
    • Organizer
      日本天文学会2017年春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-18
  • [Presentation] M31 におけるマイナーマージャー現象を用いた銀河の内部構造の研究2016

    • Author(s)
      桐原崇亘; 三木洋平; 森正夫; Rich, R.M.
    • Organizer
      理論懇シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2016-12-20 – 2016-12-22
  • [Presentation] 星形成銀河からのアウトフローの理論モデル2016

    • Author(s)
      五十嵐朱夏; 森正夫; 新田伸也
    • Organizer
      Galaxy-IGM研究会
    • Place of Presentation
      信州大学
    • Year and Date
      2016-12-05 – 2016-12-07
  • [Presentation] MUSCL-Godunov-SPH法への流速制限関数の実装2016

    • Author(s)
      藤原隆寛; 森正夫
    • Organizer
      流体力学会2016年年会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2016-09-26 – 2016-09-28
  • [Presentation] 遷音速銀河風モデルによる星形成率と銀河風速度の関係2016

    • Author(s)
      五十嵐朱夏; 森正夫; 新田伸也
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] M31 North-Westernストリームの母矮小銀河の軌道探査2016

    • Author(s)
      桐原崇亘; 三木洋平; 森正夫
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] Cusp-core問題における周期的なSNフィードバックによる重力場変動とDMHの中心密度分布の関連性2016

    • Author(s)
      加藤一輝; 森正夫
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] MUSCL法を用いたGodunov SPH法の高次精度化2016

    • Author(s)
      藤原隆寛; 森正夫
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] Numerical simulations of galaxy formation and evolution2016

    • Author(s)
      森正夫
    • Organizer
      Tsukuba CCS-LBNL Collaboration Workshop
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2016-06-12 – 2016-06-13
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 銀河形成シミュレーションに向けて: SPH法の性能比較2016

    • Author(s)
      藤原隆寛; 森正夫
    • Organizer
      第三回銀河進化研究会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2016-06-01 – 2016-06-03

URL: 

Published: 2018-01-16  

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