2021 Fiscal Year Annual Research Report
輻射流体計算で解き明かす初期宇宙の高密度星団形成
Publicly Offered Research
| Project Area | Gravitational wave physics and astronomy: Genesis |
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| Project/Area Number |
20H04724
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
矢島 秀伸 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (10756357)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 星形成 / 輻射輸送 / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、初期宇宙における高密度星団の形成について理論的に明らかにするというものである。当該年度においては、星団形成において鍵となる大質量星からの紫外線輻射フィードバックを考慮した大規模輻射流体シミュレーションを実行した。結果として、銀河系の典型的なサイズや密度の分子雲では、輻射フィードバックにより、ガスが吹き飛ばされて星形成率が10パーセント以下となる事が分かった。その場合、ガスがなくなった後、星同士が重力的に束縛することが出来ず、広がっていく。一方で、ガスの表面密度が100太陽質量/パーセク^2を超えるような高密度分子雲では、分子雲自身の重力により、輻射フィードバックに打ち勝って分子雲中心へのガスのインフローが続く事が分かった。結果として、大半のガスが星団形成に使われ、重力的に束縛された高密度星団が形成されることが分かった。これに加え、重元素量との依存性についても調べ、高密度かつ重元素が多い大質量分子雲が高密度星団の形成に繋がることを示した。このような高密度星団はその後、重力多体相互作用により、中心に大質量星連星を形成する可能性があるため、重力波イベントの起源天体を考える上で非常に重要である。これに加えて、宇宙論的な流体シミュレーションにより、初代銀河における星形成についても調べた。結果として、ミニハローで形成される種族III星の初期質量関数によって、その後に形成される初代銀河内のガスの状態、星形成は大きく影響を受ける事が分かった。今後はこれらを統合して、高密度星団形成について統計的に明らかにしていく。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] FOREVER22: galaxy formation in protocluster regions2021
Author(s)
Yajima Hidenobu、Abe Makito、Khochfar Sadegh、Nagamine Kentaro、Inoue Akio K、Kodama Tadayuki、Arata Shohei、Dalla?Vecchia Claudio、Fukushima Hajime、Hashimoto Takuya、Kashikawa Nobunari、Kubo Mariko、Li Yuexing、Matsuda Yuichi、Mawatari Ken、Ouchi Masami、Umehata Hideki
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Journal Title
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Volume: 509
Pages: 4037～4057
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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