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銀河系の大局的物質混合史の解明:何がいつどのように星の大移動を引き起したのか?

研究課題

研究課題/領域番号 18K03711
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関国立天文台

研究代表者

馬場 淳一  国立天文台, JASMINEプロジェクト, 特任助教 (90569914)

研究分担者 斎藤 貴之  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40399291)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード天の川銀河 / 位置天文学 / シミュレーション天文学 / 化学動力学 / 渦状腕 / 棒状構造 / 分子雲 / シミュレーション / 矮小銀河 / 銀河シミュレーション / 銀河形成
研究成果の概要

近年、銀河円盤の形成進化過程において特に注目されているのが、棒状構造や渦状腕によって引き起こされる「大局的な物質混合」である。しかし、棒状構造や渦状腕の動力学的性質と物質混合の関係は十分に明らかになっていない。本研究ではN体/流体シミュレーションにより、渦状腕構造・棒状構造の動力学的性質と物質混合過程を調べた。その結果、渦状腕の動力学的性質により星の軌道移動過程が大きく異なることを明らかにした。また、棒状構造形成時期の新たな推定法を考案し、次期観測計画にも大きく貢献した。さらに最新のGaiaデータとの比較により、天の川銀河の大局的速度構造や、局所腕、棒状構造に関する新たな知見を得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では数値シミュレーションと最新のGaia衛星の観測データを用いて、われわれの太陽系が属する唯一の銀河である「天の川銀河」の動力学構造と形成進化史を明らかにすることを目指した。特に、天の川銀河の非軸対称構造である棒状構造と渦状腕構造は、太陽系を含む銀河系円盤の星々や星形成の材料となる星間ガスの大移動を引き起こす駆動源として本質的に重要である。そのため、本研究の成果である、棒状構造や渦状腕の動力学的な性質や形成進化、そして星形成の母体となる巨大分子雲での物質混合過程の知見が、「太陽系の起源」を一段上位階層である「天の川銀河」で理解することに貢献したことに学術的・社会的意義があると言える。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 10件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Mullard Space Science Laboratory/University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Flatiron Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Mount Stromlo Observator(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Ludwig-Maximilians-University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Age dating the Galactic bar with the nuclear stellar disc2020

    • 著者名/発表者名
      Baba Junichi、Kawata Daisuke
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 492 号: 3 ページ: 4500-4511

    • DOI

      10.1093/mnras/staa140

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Remarkable Migration of the Solar System from the Innermost Galactic Disk; a Wander, a Wobble, and a Climate Catastrophe on the Earth2020

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto Takuji、Baba Junichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 904 号: 2 ページ: 137-137

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc00a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Trimodal structure of Hercules stream explained by originating from bar resonances2020

    • 著者名/発表者名
      Asano Tetsuro、Fujii M S、Baba J、Bedorf J、Sellentin E、Portegies Zwart S
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 499 号: 2 ページ: 2416-2425

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2849

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] How do different spiral arm models impact the ISM and GMC population?2020

    • 著者名/発表者名
      Pettitt Alex R、Dobbs Clare L、Baba Junichi、Colombo Dario、Duarte-Cabral Ana、Egusa Fumi、Habe Asao
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 498 号: 1 ページ: 1159-1174

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2242

    • NAID

      120006949442

    • 関連する報告書
      2020 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] Galactic r-process Abundance Feature Shaped by Radial Migration2019

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto, Takuji; Baba, Junichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 878 号: 2 ページ: 125-133

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab22b3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stellar Overdensity in the Local Arm in Gaia DR22019

    • 著者名/発表者名
      Miyachi, Yusuke; Sakai, Nobuyuki; Kawata, Daisuke; Baba, Junichi; Honma, Mareki; Matsunaga, Noriyuki; Fujisawa, Kenta
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 882 号: 1 ページ: 48-56

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab2f86

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metallicity dependence of the Hercules stream in Gaia/RAVE data -- explanation by non-closed orbits2019

    • 著者名/発表者名
      Hattori Kohei、Gouda Naoteru、Tagawa Hiromichi、Sakai Nobuyuki、Yano Taihei、Baba Junichi、Kumamoto Jun
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 484 号: 4 ページ: 4540-4562

    • DOI

      10.1093/mnras/stz266

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Radial distribution of stellar motions in Gaia DR22018

    • 著者名/発表者名
      Kawata Daisuke、Baba Junichi、Ciuca Ioana、Cropper Mark、Grand Robert J J、Hunt Jason A S、Seabroke George
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 479 号: 1 ページ: L108-L112

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly107

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Galactic rotation from Cepheids with Gaia DR2 and effects of non-axisymmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Kawata Daisuke、Bovy Jo、Matsunaga Noriyuki、Baba Junichi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 482 号: 1 ページ: 40-51

    • DOI

      10.1093/mnras/sty2623

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modelling the Milky Way as a dry Galaxy2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii M S、Bedorf J、Baba J、Portegies Zwart S
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 482 号: 2 ページ: 1983-2015

    • DOI

      10.1093/mnras/sty2747

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The dynamics of stellar disks in live dark-matter halos2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii M S、Bedorf J、Baba J、Zwart S Portegies
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 1451-1471

    • DOI

      10.1093/mnras/sty711

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gaia DR1 Evidence of Disrupting the Perseus Arm2018

    • 著者名/発表者名
      Baba Junichi、Kawata Daisuke、Matsunaga Noriyuki、Grand Robert J. J.、Hunt Jason A. S.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 853 号: 2 ページ: L23-L23

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aaa839

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Age dating the Galactic Bar with the nuclear stellar disk and BPX bulge2021

    • 著者名/発表者名
      馬場淳一、河田大介、Ralph Schoenrich
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 天の川銀河の動力学構造と位置天文観測 -- 位置天文観測研究の立場から --2021

    • 著者名/発表者名
      馬場淳一
    • 学会等名
      CfCAユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天の川銀河の動力学構造と位置天文観測2020

    • 著者名/発表者名
      馬場淳一
    • 学会等名
      第9回観測的宇宙論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 棒状構造形成にともなうバルジ進化2020

    • 著者名/発表者名
      馬場淳一、河田大介
    • 学会等名
      天の川銀河研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 棒状構造形成にともなうバルジ進化2020

    • 著者名/発表者名
      馬場淳一
    • 学会等名
      天の川銀河研究会2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Gaia DR1 Evidence of Disrupting the Perseus Arm2018

    • 著者名/発表者名
      J. Baba, D. Kawata, N. Matsunaga, R. J. J. Grand, & J. A. S. Hunt
    • 学会等名
      IAUS 348: 21st Century Astrometry: crossing the Dark and Habitable frontiers
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spiral Dynamics with Gaia2018

    • 著者名/発表者名
      J. Baba
    • 学会等名
      Life and times of the Milky Way ― The symbiosis between Gaia and ground-based spectroscopic surveys
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Chemodynamical mixing processes in the Milky Way

    • URL

      https://sites.google.com/site/milkywayspiral/research/chemdynamics-of-the-milky-way

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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