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金属欠乏星の大規模化学組成解析に基づく銀河系恒星ハロー形成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K14249
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 天文学
研究機関東北大学 (2018-2019)
東京大学 (2017)

研究代表者

石垣 美歩  東北大学, 理学研究科, 特任助教(研究) (30583611)

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 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード銀河考古学 / 天の川銀河 / 恒星 / 元素組成 / スペクトル / 銀河系 / 元素合成 / 金属欠乏星 / 恒星分光学 / 初代星 / 銀河系形成 / 化学進化 / スペクトル解析 / 天文学 / 分光観測
研究成果の概要

本研究の究極目標は、天の川銀河恒星系の大規模分光サーベイに基づく元素組成測定から、宇宙初期の元素合成、天の川銀河の形成過程・化学進化を解明することである。研究の成果として(1)大規模分光サーベイで得られる恒星スペクトルデータから正確な元素組成測定を実施する上で重要となる基準星の構築を行った。明るい基準星の多くについて、アーカイブデータと最新の位置天文学データを活用し、恒星物理量・元素組成を正確に導出することができた。(2)既存の金属欠乏星元素組成データと超新星爆発元素合成モデルとの系統的な比較を行い、宇宙で最初に誕生した初代星の性質に一定の制限を得た他、今後の課題を明確にした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、2020ー2030年代にかけて大きく進展が見込まれている天の川銀河の大規模恒星サーベイで最大限の成果を得るため、データ解析とデータ解釈の二つの側面で独自の貢献をすることができた。まずデータ解析では、世界最大級のすばる望遠鏡の過去のデータを最新の位置天文学データと連携させることで、大規模恒星サーベイにおいて広く有効活用できることを示した。さらにデータ解釈の面では、超新星爆発元素合成理論モデルを用いた研究を通して、天の川銀河に生き残る最古の恒星である金属欠乏星の観測から直接見ることのできない宇宙初期について観測的な証拠を得る「銀河考古学」のアプローチを具体的に示すものとなった。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 オープンアクセス 8件、 査読あり 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 13件、 招待講演 10件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 中国国家天文台(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidad of Diego Portales(チリ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Diego Portales University(チリ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Chemical abundances of field halo stars - Implications for the building blocks of the Milky Way2019

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Miho N.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Astronomical Union

      巻: 14 号: S351 ページ: 24-33

    • DOI

      10.1017/s1743921319007865

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inferring the velocity of early massive stars from the abundances of extremely metal-poor stars2019

    • 著者名/発表者名
      Choplin, A., Tominaga, N., and Ishigaki, M. N.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics, Volume 632, id.A62, 26 pp.

      巻: 632 ページ: A62-A62

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201936187

    • 関連する報告書
      2019 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] Evidence for an Aspherical Population III Supernova Explosion Inferred from the Hyper-metal-poor Star HE 1327-23262019

    • 著者名/発表者名
      Ezzeddine, R., Frebel, A., Roederer, I. U., Tominaga, N., Tumlinson, J., Ishigaki, M., Nomoto, K., Placco, V. M., and Aoki, W.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal, Volume 876, Issue 2, article id. 97, 8 pp. (2019).

      巻: 876 号: 2 ページ: 97-97

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab14e7

    • 関連する報告書
      2019 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] Evidence for the accretion origin of halo stars with an extreme r-process enhancement2019

    • 著者名/発表者名
      Xing Qian-Fan、Zhao Gang、Aoki Wako、Honda Satoshi、Li Hai-Ning、Ishigaki Miho N.、Matsuno Tadafumi
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: April 号: 7 ページ: 631-635

    • DOI

      10.1038/s41550-019-0764-5

    • 関連する報告書
      2019 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] Fingerprint of the first stars: multi-enriched extremely metal-poor stars in the TOPoS survey2019

    • 著者名/発表者名
      Hartwig, T., Ishigaki, M. N., Klessen, R. S., Yoshida, N.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 482 号: 1 ページ: 1204-1210

    • DOI

      10.1093/mnras/sty2783

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] LAMOST J221750.59+210437.2: A new member of carbon-enhanced extremely metal-poor stars with excesses of Mg and Si2018

    • 著者名/発表者名
      Aoki Wako、Matsuno Tadafumi、Honda Satoshi、Ishigaki Miho N、Li Haining、Suda Takuma、Kumar Yerra Bharat
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 5 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1093/pasj/psy092

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Foreground effect on the J-factor estimation of ultrafaint dwarf spheroidal galaxies2018

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, K., Horigome, S., Ishigaki, M. N., Matsumoto, S., Ibe, M., Sugai, H., Hayashi, K.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 479 号: 1 ページ: 64-74

    • DOI

      10.1093/mnras/sty1387

    • NAID

      130008148664

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Initial Mass Function of the First Stars Inferred from Extremely Metal-poor Stars2018

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

      Astrophysical Journal

      巻: 857 号: 1 ページ: 46-66

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aab3de

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Interpreting spectroscopic survey data for metal-poor stars with supernova yield models2020

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      First Stars VI
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 未定(仮 Chemical enrichments by the first generation of stars probed by Milky Way halo stars)2020

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      First Stars VI in Concepcion, 01-06 March 2020
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Element production by supernovae across the cos- mic time probed by metal-poor stars2019

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      Fifty-One Ergs
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemical tagging with supernova yield models as a tool to link field stars to their birth clusters2019

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      IAU Symposium 351, Star Clusters: from the Milky Way to the Early Universe
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PFS Galactic Archaeology survey2019

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      6th Galaxy Evolution Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The effects of contamination on the estimation of dark matter annihilation profile of the Milky Way's dwarf spheroidal galaxies2019

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      43rd Johns Hopkins Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interpreting spectroscopic survey data for metal-poor stars with supernova yield models2019

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      Wide-field-surveys of the Local Group and Nearby Galaxies, Subaru Telescope 20th Anniversary
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical abundance patterns in the Milky Way halo stars as constraints on the element production in the early Universe2019

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      EAO Subaru Science Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Element production by supernovae across the cosmic time probed by metal-poor stars2019

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      FoE19 Fifty-one-Erg, an international workshop on the physics and observations of supernovae and supernova remnants
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Link between chemistry of field stars (also streams) and clusters2019

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      Star Clusters: from the Milky Way to the Early Universe, IAU Symposium 351
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The initial mass function of the first stars inferred from elemental abundances in extremely metal-poor stars2018

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      Stellar Archaeology as a Time Machine to the First Stars
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A stellar high-resolution spectroscopic library based on the archival data of Subaru/HDS2018

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      The Life and Time of the Milky Way, The symbiosis between Gaia and grand-based spectroscopic surveys
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Galactic Archaeology with Prime Focus Spectrograph2018

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      The Life and Time of the Milky Way, The symbiosis between Gaia and grand-based spectroscopic surveys
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Implications of Extremely Metal-Poor stars on the Masses of the First Stars2017

    • 著者名/発表者名
      Miho N. Ishigaki
    • 学会等名
      A Celebration of CEMP & Gala of GALAH workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 天の川銀河形成の名残を捉えることに成功 年老いた星の元素組成から矮小銀河合体の痕跡を発見

    • URL

      https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20190522-10288.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/miho-n-ishigaki/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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