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大規模数値シミュレーションを用いた局所銀河群形成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J00348
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
研究機関筑波大学

研究代表者

桐原 崇亘  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード銀河進化 / 天文学
研究実績の概要

本研究は、アンドロメダ銀河(M31)のハロー領域に発見された、衛星銀河の衝突の痕跡の形成過程を詳細に調べることで、局所銀河群の形成・進化に迫ることを目的としている。M31はその近さから、詳細な観測が行われ、理論と観測を密接に組み合わせて銀河の形成・進化を調べることのできる恰好の実験場である。28年度には(a)アンドロメダストリームと(b)M31北西ストリームに着目した。
(a)観測された痕跡と衝突した矮小銀河の内部構造との関係を詳細に調査した。前年度の2000モデルを超える大規模なパラメータサーチによって得られた、観測される構造をよく再現するパラメータセットを使用し、先行研究での最大粒子数よりも30倍程度大きな約1700万粒子を用いた銀河衝突シミュレーションを行った。この高分解能計算により、構造内の金属量勾配を説明・新たな貝殻状の星分布を予言・生き残った衛星銀河の中心部コアを位相空間上で確認可能であると示唆した。これらの成果をまとめた論文が査読付き学術論文誌に掲載された。
(b)M31北西ストリームは、当年度に新たに形成過程を調査した細長い構造である。そのような細長いストリームは、宇宙の標準的な構造形成モデルにおいて観測との矛盾が指摘されている、ミッシングサテライト問題の検証の道具となることが期待されている。道具として用いるには予め形成過程の理解しておく必要がある。本研究は構造に沿って分布する複数の球状星団の視線速度の観測結果を用いる新たな手法で、progenitorの軌道及び物理量を制限した。観測されたストリームの全光度に対して、M31の重力場により衝突銀河から剥ぎ取られる質量の割合と比較することで、衝突銀河の半径を質量の関数で制限した。制限された軌道と矮小銀河の物理量を用いて、銀河衝突シミュレーションを行い、構造の再現にも成功した。本成果は、査読付き学術雑誌にて発表した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of California, Los Angeles(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of the Andromeda giant stream: asymmetric structure and disc progenitor2017

    • 著者名/発表者名
      Kirihara, T., Miki, Y., Mori, M., Kawaguchi, T., Rich, R. M.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 464 号: 3 ページ: 3509-3525

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2563

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multilateral Study of the Andromeda Giant Stream: Implications for the progenitor, its MBH, and the M31 halo2017

    • 著者名/発表者名
      Kirihara, T., Miki, Y., Mori, M., Kawaguchi, T., Rich, R. M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Astronomical Union

      巻: 11 号: S321 ページ: 42-42

    • DOI

      10.1017/s1743921316011443

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The nature of the progenitor of the M31 North-western stream: globular clusters as milestones of its orbit2017

    • 著者名/発表者名
      Kirihara, T., Miki, Y., Mori, M.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 3390-3395

    • DOI

      10.1093/mnras/stx1122

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Disk dwarf galaxy as the progenitor of the Andromeda giant stream2016

    • 著者名/発表者名
      Kirihara Takanobu, Miki Yohei, Mori Masao, Kawaguchi Toshihiro
    • 雑誌名

      proceedings of IAU Symposium 317

      巻: 1500712 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Puzzling outer-density profile of the dark matter halo in the Andromeda galaxy2014

    • 著者名/発表者名
      Takanobu Kirihara, Yohei Miki, Masao Mori
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 66 号: 6

    • DOI

      10.1093/pasj/psu124

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      桐原崇亘
    • 学会等名
      第29回 理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県)
    • 年月日
      2016-12-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] M31 North-Western ストリームの母矮小銀河の軌道探査2016

    • 著者名/発表者名
      桐原崇亘
    • 学会等名
      日本天文学会2016 秋季年会
    • 発表場所
      愛媛大学 (愛媛県)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Multilateral Study of the Formation of the Andromeda Giant Stellar Stream2016

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      IAU Symposium 321: Formation and Evolution of Galaxy Outskirts
    • 発表場所
      Toledo (スペイン)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] M31における矮小円盤銀河の衝突シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      第28回理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学 (大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-12-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] M31に衝突した矮小銀河の形態とダークマター分布の進化2015

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      日本天文学会 2015 秋季年会
    • 発表場所
      甲南大学 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Investigating the outer density profile of the dark matter halo of M312015

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      IAU XXIXth General Assembly Focused meeting 18: Scale-free Processes in the Universe
    • 発表場所
      Honolulu (アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Disk minor merger as the progenitor of the Andromeda giant stream2015

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      IAU XXIXth General Assembly Symposium 317: The General Assembly of Galaxy Halos: Structure, Origin and Evolution
    • 発表場所
      Honolulu (アメリカ合衆国)
    • 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] アンドロメダ銀河に衝突した矮小銀河の性質2015

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      銀河進化研究会2015
    • 発表場所
      名古屋大学!(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Puzzling outer density profile of the dark matter halo in the Andromeda galaxy2015

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      初代星初代銀河研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2015-01-19 – 2015-01-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A new puzzle of the Cold Dark Matter Prediction in the Outer Density Profile of the Andromeda Galaxy2014

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      Evolving Galaxies in Evolving Environments
    • 発表場所
      monastery of Santa Cristina “della Fondazza”(イタリア)
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アンドロメダ銀河における、さすらいのブラックホールとダークマターハローの姿2014

    • 著者名/発表者名
      森 正夫
    • 学会等名
      日本天文学会 2014年秋季年会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Puzzling Outer Density Profile of the Dark Matter Halo in the Andromeda Galaxy2014

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      Satellite galaxies and dwarfs in the local group
    • 発表場所
      Telegrafenberg(ドイツ)
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Puzzling outer-density profile of the dark matter halo in the Andromeda galaxy2014

    • 著者名/発表者名
      桐原 崇亘
    • 学会等名
      銀河進化研究会
    • 発表場所
      国立天文台(東京都)
    • 年月日
      2014-06-04 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] アンドロメダ銀河のダークマター、理論予測と異なる分布

    • URL

      http://www.astroarts.co.jp/news/2014/12/11m31/index-j.shtml

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] アンドロメダ銀河の奇妙な暗黒物質 ― 宇宙の暗黒物質を記述する標準理論にほころびか ―

    • URL

      http://www.ccs.tsukuba.ac.jp/pr/media/andromeda_20141210

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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