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恒星の高分散分光観測にもとづく銀河系化学力学進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J07047
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 天文学
研究機関東京大学

研究代表者

石垣 美歩  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,760千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 660千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード元素合成 / 初代星 / 金属欠乏星 / 銀河系形成 / 銀河系ハロー / 化学組成 / 矮小銀河 / 超新星爆発 / 高分散分光観測 / 化学元素組成 / 矮小衛星銀河
研究実績の概要

本研究は、銀河系とその周辺の矮小楕円体銀河に付随する金属欠乏星を用いて、宇宙初期における元素合成、および銀河系の化学力学進化を解明することを目的としている。本年度は以下の成果を得た。
(1)超金属欠乏星の元素組成に基づく初代星の初期質量関数への制限:初代星の進化、超新星爆発における元素合成の理論予測をもとに、超新星爆発放出物の物質の混合および再降着を考慮したうえで、超新星爆発放出物の元素組成(超新星爆発イールド)の計算を行った。さらにこの計算結果を超金属欠乏星の観測と比較し、親星となった初代星の質量を推測する手法を検討した。その結果、物質の混合および再降着の不定性を考慮したうえで、初代性の質量に一定の制限をつけられることを見出した。この手法を、今後より大規模な観測データに適用することで、初代星の典型的な質量(初期質量関数)及び宇宙初期における初代星の役割について重要な知見が得られることが期待できる。
(2)銀河系矮小衛星楕円体銀河の元素組成:銀河系の矮小衛星楕円体銀河の一つであるDraco矮小銀河のr-process元素組成について、前年度までに得られた成果を国際研究会で発表し、関連する分野の研究者との議論を行った。
(3)球状星団Palomar 5に付随する恒星ストリームによる銀河系重力ポテンシャルへの制限:球状星団Palomar 5の潮汐破壊の結果できた恒星ストリームについて、すばる望遠鏡およびKeck望遠鏡を用いて得られた中分散分光データの解析、結果のまとめを行った。解析の結果、恒星ストリームのメンバー星とその他の銀河系ハロー星との切り分けが、ストリームの力学構造の決定に極めて重要であることが分かった。今回の手法を次世代観測装置で得られる分光データに適用することで、銀河系重力ポテンシャルへ強い制限が得られることが期待される。結果を論文にまとめ、Astrophysical Journal に投稿・受理された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Line-of-sight velocity and metallicity measurements of the Palomar 5 tidal stream2016

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki, Miho N.; Hwang, Narae; Chiba, Masashi; Aoki, Wako
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multicolor light curves simulations of Population III core-collapse supernovae: from shock breakout to 56Co decay2016

    • 著者名/発表者名
      Tolstov, Alexey; Nomoto, Ken'ichi; Tominaga, Nozomu; Ishigaki, Miho; Blinnikov, Sergey; Suzuki, Tomoharu
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical Feature of Eu abundance in the Draco dwarf spheroidal galaxy2015

    • 著者名/発表者名
      Takuji Tsujimoto, Miho N. Ishigaki, Toshikazu Shigeyama, Wako Aoki
    • 雑誌名

      Publication of the Astronomical Society of Japan Letters

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Faint Population III Supernovae as the Origin of the Most Iron-poor Stars2014

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki, Miho N.; Tominaga, Nozomu; Kobayashi, Chiaki; Nomoto, Ken'ichi
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters

      巻: 792 号: 2 ページ: 32-37

    • DOI

      10.1088/2041-8205/792/2/l32

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chemical compositions of six metal-poor stars in the ultra-faint dwarf spheroidal galaxy Boötes I2014

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki, M. N., Aoki, W., Arimoto, N., & Okamoto, S.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 562A ページ: 146-159

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201322796

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Origin of Low [α/Fe] Ratios in Extremely Metal-poor Stars2014

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, C., Ishigaki, M. N., Tominaga, N., & Nomoto, K.
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 785 号: 1 ページ: 5-9

    • DOI

      10.1088/2041-8205/785/1/l5

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 金属欠乏星の科学組成から探る銀河系ハローの形成過程2013

    • 著者名/発表者名
      石垣美歩
    • 雑誌名

      天文月報

      巻: 106(8) ページ: 547-554

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemical Abundances of the Milky Way Thick Disk and Stellar Halo. II. Sodium, Iron-peak, and Neutron-capture Elements2013

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki, M. N., Aoki, W., & Chiba, M.
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 771 号: 1 ページ: 67-91

    • DOI

      10.1088/0004-637x/771/1/67

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 銀河の化学進化についての観測研究2016

    • 著者名/発表者名
      石垣美歩
    • 学会等名
      宇宙核物理連絡協議会(宇核連)研究会
    • 発表場所
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Medium-resolution spectroscopy along the stellar tidal stream Palomar 52016

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      Subaru Users’ Meeting FY2015
    • 発表場所
      KKR Hotel Atami(静岡県熱海市)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超金属欠乏星の元素組成から探る初代星の性質2015

    • 著者名/発表者名
      石垣美歩
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2015@草津温泉
    • 発表場所
      草津セミナーハウス(群馬県草津町)
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stellar streams as a tracer of the dark matter halo in the Milky Way2015

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishizaki
    • 学会等名
      Workshop on Astrophysics of Dark Matter
    • 発表場所
      Kavli IPMU(千葉県柏市)
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical evolution of r-process elements in the Draco dwarf spheroidal galaxy2015

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      The General Assembly of Galaxy Halos: Structure, Origin and Evolution, IAU Symposium No. 317, 2015
    • 発表場所
      Hawaii convention center, Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属欠乏星で探る天の川銀河の化学力学構造2015

    • 著者名/発表者名
      石垣美歩
    • 学会等名
      Milky Way Galaxy Workshop 2015 in UTokyo
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超金属欠乏星の化学組成から探る初代星の元素合成2015

    • 著者名/発表者名
      石垣美歩
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超低光度矮小楕円銀河Bootes Iの化学組成2015

    • 著者名/発表者名
      石垣美歩
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2015
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-01-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 銀河系恒星ハローおよび厚い円盤のユーロピウム組成2014

    • 著者名/発表者名
      石垣美歩
    • 学会等名
      日本天文学会2014年春季年会
    • 発表場所
      国際基督教大学(三鷹市)
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Chemical differences and similarities among the kinematically selected thick disk, inner halo and outer halo stars2013

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      IAU Symposium 298, Setting the Scene for Gaia and LAMOST
    • 発表場所
      Lijiang, CHINA
    • 年月日
      2013-05-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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