An Open Source Code to Simulate the First Galaxies

• 研究課題/領域番号: 19K23437
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0203:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: HARTWIG Tilman 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00843434)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: Public Software / Star Formation / Frst Stars / Milky Way / Semi-analytical Model / First Stars / Semi-analytical model / Star formation / First stars / Astronomy

研究開始時の研究の概要

We develop the first open-source model of galaxy formation in the early Universe. This state-of-the-art public tool will enable the community to determine the properties of the first galaxies, solve open questions about the formation of our Universe, and allows to optimize upcoming observations.

研究成果の概要

我々は準解析的モデルコードA-SLOTHを11人の国際コラボレーションで開発した。本コードは初代星・初代銀河の形成と観測量を繋ぐ公開コードとしては世界初である。我々はこのコードを一般公開し、世界中の研究者たちに利用可能にした。
A-SLOTHはダークマターのマージャーツリー上でバリオンの物理過程を解析的手法でモデル化し、初代星の形成を予言する。個々の星を分解し、輻射的、化学的、力学的フィードバックを考慮する。モデルパラメーターは六種の観測量で較正する。A-SLOTHは中程度の計算リソースで広い対象に利用可能であり、科学コミュニティに属する人々が利用可能である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

A-SLOTH is the first public semi-analytical model that connects the formation of the first stars and galaxies to observables. The code release paper has 11 co-authors from 5 countries, which demonstrates the international support and interest in this project.

研究成果

• [国際共同研究] University of Heidelberg(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Heidelberg(ドイツ)
• [国際共同研究] Stanford(米国)
• [国際共同研究] University of Heidelberg(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Concepcion(チリ)
• [雑誌論文] Artificial intelligence ELSI score for science and technology: a comparison between Japan and the US (2022)
  • 著者名/発表者名: Hartwig Tilman、Ikkatai Yuko、Takanashi Naohiro、Yokoyama Hiromi M.
  • 雑誌名: AI and SOCIETY 巻: N/A 号: 4 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1007/s00146-021-01323-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Octagon Measurement: Public Attitudes toward AI Ethics (2022)
  • 著者名/発表者名: Ikkatai Yuko、Hartwig Tilman、Takanashi Naohiro、Yokoyama Hiromi M.
  • 雑誌名: International Journal of Human?Computer Interaction 巻: N/A 号: 17 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1080/10447318.2021.2009669
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tracing stars in Milky Way satellites with <scp>a-sloth</scp> (2022)
  • 著者名/発表者名: Chen Li-Hsin、Magg Mattis、Hartwig Tilman、Glover Simon C O、Ji Alexander P、Klessen Ralf S
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 513 号: 1 ページ: 934-950
  • DOI: 10.1093/mnras/stac933
• [雑誌論文] Optical Spectroscopy of Dual Quasar Candidates from the Subaru HSC-SSP program (2021)
  • 著者名/発表者名: Tang S.、Silverman J.D.、Ding X.、Li J.、Lee K.-G.、Strauss M.A.、Goulding A.、Schramm M.、Kawinwanichakij L.、Xavier P.J.、Hennawi J.F.、Imanishi M.、Iwasawa K.、Toba Y.、Kayo I.、Oguri M.、Matsuoka Y.、Onoue M.、Jahnke K.、Ichikawa K.、Hartwig T.、Kashikawa N.、Kawaguchi Toshihiro、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 922 号: 1 ページ: 83-83
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac1ff0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Origin of metals in old Milky Way halo stars based on GALAH and Gaia (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki Miho N、Hartwig Tilman、Tarumi Yuta、Leung Shing-Chi、Tominaga Nozomu、Kobayashi Chiaki、Magg Mattis、Simionescu Aurora、Nomoto Ken’ichi
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 506 号: 4 ページ: 5410-5429
  • DOI: 10.1093/mnras/stab1982
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metal-poor Stars Observed with the Southern African Large Telescope (2020)
  • 著者名/発表者名: Rasmussen Kaitlin C.、Zepeda Joseph、Beers Timothy C.、Placco Vinicius M.、Depagne ?ric、Frebel Anna、Dietz Sarah、Hartwig Tilman
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 905 号: 1 ページ: 20-20
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abc005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dual Supermassive Black Holes at Close Separation Revealed by the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2020)
  • 著者名/発表者名: Silverman J.D., Tang S., Lee K.-G., T. Hartwig, A. Goulding, M.A. Strauss, M. Schramm, X. Ding, R. Riffel, S. Fujimoto, C. Hikage, M. Imanishi, K. Iwasawa, K. Jahnke, I. Kayo, N. Kashikawa, T. Kawaguchi, 他16名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 899 号: 2 ページ: 154-154
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aba4a3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Implications of Inhomogeneous Metal Mixing for Stellar Archaeology (2020)
  • 著者名/発表者名: Tarumi Yuta、Hartwig Tilman、Magg Mattis
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 897 号: 1 ページ: 58-58
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab960d
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Radio Power from a Direct-collapse Black Hole in CR7 (2020)
  • 著者名/発表者名: Whalen Daniel J.、Mezcua Mar、Meiksin Avery、Hartwig Tilman、Latif Muhammad A.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 896 号: 2 ページ: L45-L45
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab9a30
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Public Release of A-SLOTH (2022)
  • 著者名/発表者名: Tilman Hartwig
  • 学会等名: First Stars First Galaxies 2021, Tokushima University
• [学会発表] The First Stars (2020)
  • 著者名/発表者名: Tilman Hartwig
  • 学会等名: SAZERAC
  • 招待講演
• [学会発表] AI-Based Constraint on the Multiplicity of the First Stars (2020)
  • 著者名/発表者名: Tilman Hartwig
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会2020
• [学会発表] Public Release of A-SLOTH: Ancient Stars and Local Observables by Tracing Haloes (2020)
  • 著者名/発表者名: Tilman Hartwig
  • 学会等名: ASJ Fall Meeting
• [学会発表] News from the Past: 2019 Updates on Metal-Poor Stars (2019)
  • 著者名/発表者名: Tilman Hartwig
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会2019
  • 招待講演
• [学会発表] Teaching the Teachers: Astronomy as Gateway to Scientific Literacy in Liberia (2019)
  • 著者名/発表者名: Tilman Hartwig
  • 学会等名: IAU Symposium 358
• [学会発表] Exploring new Frontiers with Gravitational Waves from Massive Black Holes (2019)
  • 著者名/発表者名: Tilman Hartwig
  • 学会等名: First Stars VI
  • 招待講演
• [備考] Public Repository of the code
  • URL: https://gitlab.com/thartwig/asloth
• [備考] Code documentation
  • URL: https://a-sloth.readthedocs.io/en/latest/index.html
• [備考] Project Website
  • URL: http://www-utap.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~hartwig/A-SLOTH.html
• [備考] A-SLOTH project page
  • URL: http://www-utap.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~hartwig/A-SLOTH.html