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融合型並列計算機による宇宙第一世代天体の起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16002003
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
数物系科学
研究機関筑波大学

研究代表者

梅村 雅之  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (70183754)

研究分担者 中本 泰史  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (60261757)
朴 泰祐  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (90209346)
高橋 大介  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 准教授 (00292714)
須佐 元  甲南大学, 理工学部, 准教授 (00323262)
森 正夫  専修大学, 法学部, 准教授 (10338585)
佐藤 三久  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (60333481)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
382,980千円 (直接経費: 294,600千円、間接経費: 88,380千円)
2007年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2006年度: 170,690千円 (直接経費: 131,300千円、間接経費: 39,390千円)
2005年度: 172,900千円 (直接経費: 133,000千円、間接経費: 39,900千円)
2004年度: 28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円)
キーワード宇宙第一世代天体 / 銀河形成 / 銀河進化 / 宇宙構造 / 輻射流体力学 / 輻射輸送 / 並列計算機 / 専用計算機
研究概要

宇宙第一世代天体の誕生は、宇宙全体の進化、銀河の誕生、重元素の起源を解き明かす上で根源的な問題である。本計画の目的は、宇宙第一世代天体形成過程について、超高精度のシミュレーションを行い、その起源を解き明かすことにある。そのために、天体形成シミュレーションの専門家と計算機工学の専門家が、緊密な協力体制の下に重力計算専用ボードBlade-GRAPEを開発し、これをPCクラスタに融合させた宇宙シミュレータFIRSTを開発した。FIRSTは、256の計算ノード、496CPUからなり、2つのファイルサーバをもつ。また、分散したローカルディスクから一つの共有ファイルシステムを構築するGfarmシステムが導入されており、総計22TBのファイルシステムをもつ。FIRSTの総演算性能は、36.1TFLOPSであり、内ホスト部分3.1TFLOPS、Blade-GRAPE部分33TFLOPSである。また、主記憶容量は総計1.6TBである。このような融合型並列計算機の開発は、世界でも例を見ないものである。
FIRSTを用いてこれまでにない大規模なシミュレーションを実行した。その結果、次のような成果を得た。(1)宇宙第一世代天体形成のダークマターカスプに対する依存性の発見、(2)初代星に引き続いて起こる星形成への輻射性フィードバックの輻射流体計算とフィードバック条件の導出、(3)紫外線輻射場中の原初星団形成シミュレーションによる球状星団形成の新たな理論モデルの提唱、(4)3次元輻射輸送計算による原始銀河からの電離光子の脱出確率の導出、(5)銀河団合体時の非平衡電離過程効果の発見、(6)アンドロメダ銀河と衛星銀河の衝突による“アンドロメダの涙"のモデル提唱。中でも(1)は、過去の他グループの計算に比べて2桁以上高い質量分解能を実現することによってもたらされたものである。この計算によって、従来の第一世代天体に対する描像に見直しが必要であることが明らかとなった。

報告書

(8件)
  • 2013 自己評価書(追跡評価) ( PDF )   評価の所見(追跡評価) ( PDF )
  • 2012 研究概要(追跡評価) ( PDF )
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] FIRST Project : Formation and Feedback of First Stars2008

    • 著者名/発表者名
      梅村 雅之
    • 雑誌名

      First stars Ill

      ページ: 386-389

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Once and Future Andromeda Stream2008

    • 著者名/発表者名
      森正夫
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters 674

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FIRST Project : Formation and Feedback of First Stars2008

    • 著者名/発表者名
      M. Umemura, H. Susa, T. Suwa, D. Sato, FIRST Project Team
    • 雑誌名

      First Stars III

      ページ: 386-389

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Once and Future Andromeda Stream2008

    • 著者名/発表者名
      M. Mori, R. M. Rich
    • 雑誌名

      AstrophysicalJournal Letter 674

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Once and Future Andromeda Stream2008

    • 著者名/発表者名
      森 正夫
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters 674

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale structure of short-lived Lyman α emitters2007

    • 著者名/発表者名
      清水 一紘
    • 雑誌名

      Mon. Not. Roy. Astron. Soc. Letters 380

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Galactic winds from primeval galaxies2007

    • 著者名/発表者名
      森 正夫
    • 雑誌名

      Astrophysics and Space Science 311

      ページ: 111-115

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photodissociation Feedback of Population III Stars onto Neighboring Prestellar Cores2007

    • 著者名/発表者名
      須佐 元
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 659

      ページ: 908-917

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cosmological radiative transfer codes comparison project - I. The static density field tests2006

    • 著者名/発表者名
      Iliev, Ilian T.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 371

      ページ: 1057-1086

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Secondary Star Formation in a Population III Object2006

    • 著者名/発表者名
      須佐元
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 645

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cosmological Radiative Transfer Codes Comparison Project I : The Static Density Field Tests2006

    • 著者名/発表者名
      I. T. Iliev, B. Ciardi, M. A. Alvarez, A. Maselli, A. Ferrara, N. Y. Gnedin, G. Mellema, T. Nakamoto, M. L. Norman, A. O. Razoumov, E. Rijkhorst, J. Ritzerveld, P. R. Shapiro, H. Susa, M. Umemura, D. J. Whalen
    • 雑誌名

      Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 371

      ページ: 1057-1086

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Secondary Star Formation in a Population III Object2006

    • 著者名/発表者名
      H. Susa, M. Umemura
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters 645

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of SMBHs and QSO evolution2006

    • 著者名/発表者名
      川勝 望
    • 雑誌名

      New Astronomy Reviews 50

      ページ: 769-771

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Imprint of Gravitational Lensing by Population III Stars in Gamma-Ray Burst Light Curves2006

    • 著者名/発表者名
      広瀬 意育
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 650

      ページ: 252-260

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Secondary Star Formation in a Population III Object2006

    • 著者名/発表者名
      須佐 元
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 645

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Early metal enrichment and Lyman 〓 emission2006

    • 著者名/発表者名
      森 正夫
    • 雑誌名

      New Astronomy Reviews 50

      ページ: 199-203

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The evolution of galaxies from primeval irregulars to present-day ellipticals2006

    • 著者名/発表者名
      森 正夫
    • 雑誌名

      Nature 440

      ページ: 644-647

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The SUBARU Deep Field Project : Lyman $alpha$ Emitters at a Redshift of 6.62005

    • 著者名/発表者名
      谷口義明
    • 雑誌名

      Publ.Astron.Soc.Japan 57

      ページ: 165-182

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Obscuration of Active Galactic Nuclei by Circumnuclear Stabursts2005

    • 著者名/発表者名
      渡部靖之
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 618

      ページ: 649-656

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Reionization History and Early Metal Enrichment inferred from the Gamma-Ray Burst Rate2005

    • 著者名/発表者名
      村上敏夫
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters 625

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] TypeI Ultraluminous Infrared Galaxies : Transition Stage from ULIRGs to QSOs2005

    • 著者名/発表者名
      川勝望
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 637

      ページ: 104-113

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Effects of Early Cosmic Reionization on the Substructure Problem in Galactic Halos2004

    • 著者名/発表者名
      須佐 元
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters 610

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiple SN Explosions in a Forming Galaxy2004

    • 著者名/発表者名
      森 正夫
    • 雑誌名

      Publ.of the Astron.Society of Australia 21

      ページ: 232-236

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The Nature of Lyα Blobs : Supernova-Dominated Primordial Galaxies2004

    • 著者名/発表者名
      森 正夫
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters 613

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The Structure and Evolution of Early Cosmological HII Regions2004

    • 著者名/発表者名
      北山 哲
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 613

      ページ: 631-645

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Gas Stripping by Radiation Drag from an Intersteller Cloud2004

    • 著者名/発表者名
      佐藤 潤一
    • 雑誌名

      Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 354

      ページ: 176-182

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of Population III Binaries2004

    • 著者名/発表者名
      西合 一矢
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters 615

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] Final System of Cosmo Simulator "FIRST"2008

    • 著者名/発表者名
      Umemura, Masayuki
    • 学会等名
      Japanese Astronomical Society Meeting
    • 発表場所
      National Olympics Memorial Youth Center
    • 年月日
      2008-05-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 宇宙シミュレータFIRST最終構成機2008

    • 著者名/発表者名
      梅村 雅之
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2008-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 宇宙シミュレータFIRST最終構成機2008

    • 著者名/発表者名
      梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文会春季年会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 現代の天文学4「銀河I」2008

    • 著者名/発表者名
      梅村雅之
    • 出版者
      日本評論社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.ccs.tsukuba.ac.jp/people/umemura/FIRST/index-j.html

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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