新世代銀河形成モデルを活用した銀河・活動銀河核の形成進化の研究

• 研究課題/領域番号: 17H02867
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 文教大学
• 研究代表者: 長島 雅裕 文教大学, 教育学部, 教授 (20342628)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
• キーワード: 理論天文学 / 宇宙物理学 / 銀河形成論 / 超巨大ブラックホール / 活動銀河核 / シミュレーション / 銀河形成 / 宇宙の大構造

研究成果の概要

宇宙進化に基づく銀河の形成・進化の過程を明らかにするために、N体シミュレーションをベースにした準解析的銀河形成モデルを構築し、銀河中心に存在する超巨大ブラックホールの形成・進化と、ブラックホールへのガス降着により発現する活動銀河核の進化の理解を進めてきた。その結果、ブラックホールにどうガスが落ちるかという小スケールの物理と活動銀河核の空間分布という大スケールの物理を有機的に結合して捉えることに成功した。また、ガスがブラックホール近傍まで落ちるにはガスの角運動量を抜かなければならない。このプロセスを考慮すると、暗い活動銀河核の個数密度も良く再現できることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブラックホールも銀河もともに重要な天体であり、近年、それらは「共進化」というキーワードでの理解が不可欠と考えられるようになった。我々のモデルでは、宇宙進化における構造形成の一環として両者を自然に扱えるようにしたものである。そのため、ブラックホールにガスが降着する物理と銀河や活動銀河核の空間分布という何桁も異なるスケールの現象を同時に扱うことができる。この特長を活かし、他の手法ではいまのところ理論的取り扱いが不可能な活動銀河核の空間分布を計算し、続々と生み出される観測データと比較することを可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] New Constraints on Red-Spiral Galaxies from Their Kinematics in Clusters of Galaxies (2019)
  • 著者名/発表者名: Akinari Hamabata, Taira Oogi, Masamune Oguri, Takahiro Nishimichi, and Masahiro Nagashima
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 488 号: 3 ページ: 4117-4125
  • DOI: 10.1093/mnras/stz1991
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Slowing down of cosmic growth of supermassive black holes: theoretical prediction of the Eddington ratio distribution (2019)
  • 著者名/発表者名: Shirakata Hikari、Kawaguchi Toshihiro、Oogi Taira、Okamoto Takashi、Nagashima Masahiro
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 487 号: 1 ページ: 409-419
  • DOI: 10.1093/mnras/stz1282
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The New Numerical Galaxy Catalogue (ν2GC): properties of active galactic nuclei and their host galaxies (2019)
  • 著者名/発表者名: Shirakata, H., Okamoto, T., Kawaguchi, T., Nagashima, M., Ishiyama, T., Makiya, R., Kobayashi, M. A. R., Enoki, M., Oogi, T., Okoshi, K.
  • 雑誌名: MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY 巻: 482 号: 4 ページ: 48464873-48464873
  • DOI: 10.1093/mnras/sty2958
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lethal Radiation from Nearby Supernovae Helps Explain the Small Cosmological Constant (2019)
  • 著者名/発表者名: Totani Tomonori、Omiya Hidetoshi、Sudoh Takahiro、Kobayashi Masakazu A.R.、Nagashima Masahiro
  • 雑誌名: Astrobiology 巻: 19 号: 1 ページ: 126-131
  • DOI: 10.1089/ast.2018.1895
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clustering of quasars in a wide luminosity range at redshift 4 with Subaru Hyper Suprime-Cam wide field imaging (2018)
  • 著者名/発表者名: Wanqiu HE, Masayuki AKIYAMA, James BOSCH, Motohiro ENOKI, Yuichi HARIKANE, Hiroyuki IKEDA, Nobunari KASHIKAWA, Toshihiro KAWAGUCHI, 他20名
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: SP1 ページ: 33-52
  • DOI: 10.1093/pasj/psx129
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Imprints of the super-Eddington accretion on the quasar clustering (2017)
  • 著者名/発表者名: T.Oogi, M.Enoki,T.Ishiyama, M.Kobayashi, R.Makiya, M.Nagashima, T.Okamoto, H.Shirakata
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 471 号: 1 ページ: L21-L25
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slx102
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The cosmic variance on the Hα luminosity function examined by the new numerical galaxy catalogue (ν2GC) (2019)
  • 著者名/発表者名: 小倉和幸, 長島雅裕, 嶋川里澄, 林将央, 小山佑世, 小野寺仁人, 大木平, 小林正和
  • 学会等名: 日本天文学会
• [学会発表] ``Slowing Down'' of the Cosmic Grouth of Supermassive Black Holes (2019)
  • 著者名/発表者名: 白方光, 川口俊宏, 岡本崇, 大木平, 長島雅裕
  • 学会等名: 日本天文学会
• [学会発表] AGNクラスタリングで探るX-ray AGNの発現機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大木平, 白方光, 長島雅裕, 川口俊宏, 岡本崇, 石山智明
  • 学会等名: 日本天文学会
• [学会発表] 準解析的モデルによるAGN自己相関の研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大木平, 白方光, 長島雅裕, 川口俊宏, 岡本崇, 石山智明
  • 学会等名: 日本天文学会
• [学会発表] 準解析的モデルによるAGN自己相関の研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大木平, 白方光, 長島雅裕, 川口俊宏, 岡本崇, 石山智明
  • 学会等名: 日本天文学会
• [学会発表] Evolution of dwarf galaxies in a semi-analytic galaxy formation model (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Nagashima
  • 学会等名: International Astronomical Union
  • 国際学会