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大規模シミュレーションを用いた初代星からはじまる宇宙の天体形成・進化の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0344
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
研究分野 天文学
研究機関千葉大学

研究代表者

石山 智明  千葉大学, 情報戦略機構, 准教授 (90616426)

研究期間 (年度) 2019 – 2024
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
キーワード宇宙物理 / 高性能計算 / ダークマター / 銀河 / 星
研究開始時の研究の概要

超高解像度宇宙論的ダークマター構造形成シミュレーションをベースに、銀河や活動銀河核形成を、構造形成の最小構成要素である初代星形成の段階から追うことのできる準解析的モデルを構築する。将来の大規模天体サーベイ観測と比較可能な模擬カタログを構築・公開し、これら天体の起源を理論的に明らかにする。欧州の大規模観測プロジェクトに携わる海外研究者と国際共同研究を行い、カタログを世界標準の理論テンプレートへと発展させる。

研究実績の概要

本研究の目的は、大規模宇宙論的ダークマター構造形成シミュレーションと準解析的モデルを駆使し、宇宙初期から現在にいたる、銀河や活動銀河核の大局的分布やその進化を理解することである。将来の大規模天体サーベイ観測と比較可能な模擬カタログを構築・公開し、これら天体の起源を理論的に明らかにする。欧州の大規模観測プロジェクトに携わる海外研究者と国際共同研究を行い、カタログを標準的なものへと発展させる。
2023年度は海外共同研究者 (スペイン、アンダルシア天体物理学研究所)を2回、合計約二ヶ月間訪問し国際共同研究を進めた。また、これまでに構築したカタログを用いて以下の研究を行った。(1)SDSSの銀河団観測データとカタログを用いてバリオン音響振動のシグナルを検出し、宇宙論パラメータを推定した。(2)SDSSの銀河団銀河の観測データをカタログと比較し、銀河団銀河の数と質量の関係から宇宙論的パラメータを推定した。(3)将来の活動銀河核の観測のために、期待される観測数とそのコズミックバリアンスの大きさを予言した。(4)経験的モデルを用いて、SDSSの観測と同等面積を持つ32個の光円錐銀河カタログを構築し公開した。
これらの成果は4本の査読付き欧文論文として出版された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

COVID-19 の影響により、2020年度および2021年度の渡航が大幅に縮小されたものの、2022および2023年度は約2ヶ月ずつ渡航でき国際共同研究を順調に進められた。2020年度と2021年度の遅れを取り戻すために、さらに1年間の補助事業期間延長を行った。

今後の研究の推進方策

2024年度は最終年度にあたり、1ヶ月程度海外共同研究機関を訪問し国際共同研究を進め成果をまとめる。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The Uchuu-SDSS galaxy light-cones: a clustering, redshift space distortion and baryonic acoustic oscillation study2024

    • 著者名/発表者名
      Dong-Paez C A、Smith A、Szewciw A O、Ereza J、Abdullah M H、Hern?ndez-Aguayo C、Trusov S、Prada F、Klypin A、Ishiyama T、Berlind A、Zarrouk P、Lopez-Cacheiro J、Ruedas J
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 528 号: 4 ページ: 7236-7255

    • DOI

      10.1093/mnras/stae062

    • 関連する報告書
      2023 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 correlation function and detection of baryon acoustic oscillation peak from the spectroscopic SDSS-GalWCat galaxy cluster catalogue2023

    • 著者名/発表者名
      Abdullah Mohamed H、Klypin Anatoly、Prada Francisco、Wilson Gillian、Ishiyama Tomoaki、Ereza Julia
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 529 号: 1 ページ: L54-L59

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slad200

    • 関連する報告書
      2023 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] Uchuu-nu2GC galaxies and AGN: cosmic variance forecasts of high-redshift AGN for JWST, Euclid, and LSST2023

    • 著者名/発表者名
      Oogi Taira、Ishiyama Tomoaki、Prada Francisco、Sinha Manodeep、Croton Darren、Cora Sofia A、Jullo Eric、Klypin Anatoly A、Nagashima Masahiro、Cacheiro J Lopez、Ruedas Jose、Kobayashi Masakazu A R、Makiya Ryu
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 525 号: 3 ページ: 3879-3895

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2401

    • 関連する報告書
      2023 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] Constraining Cosmological Parameters Using the Cluster Mass?Richness Relation2023

    • 著者名/発表者名
      Abdullah Mohamed H.、Wilson Gillian、Klypin Anatoly、Ishiyama Tomoaki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 955 号: 1 ページ: 26-26

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ace773

    • 関連する報告書
      2023 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] CONCERTO: Simulating the CO, [CII], and [CI] line emission of galaxies in a 117 deg<sup>2</sup> field and the impact of field-to-field variance2023

    • 著者名/発表者名
      Gkogkou A.、Ishiyama T. et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 670 ページ: A16-A16

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202245151

    • 関連する報告書
      2022 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 Uchuu-universe machine data set: galaxies in and around clusters2022

    • 著者名/発表者名
      Aung Han、Nagai Daisuke、Klypin Anatoly、Behroozi Peter、Abdullah Mohamed H、Ishiyama Tomoaki、Prada Francisco、Perez Enrique、Lopez Cacheiro Javier、Ruedas Jose
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 519 号: 2 ページ: 1648-1656

    • DOI

      10.1093/mnras/stac3514

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High Performance Gravitational N-body Simulations on Supercomputer Fugaku2022

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki、Yoshikawa Kohji、Tanikawa Ataru
    • 雑誌名

      HPCAsia2022: International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region

      巻: - ページ: 10-17

    • DOI

      10.1145/3492805.3492816

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Uchuu simulations: Data Release 1 and dark matter halo concentrations2021

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki、Prada Francisco、Klypin Anatoly A、Sinha Manodeep、Metcalf R Benton、Jullo Eric、Altieri Bruno、Cora Sofia A、Croton Darren、de la Torre Sylvain、Millan-Calero David E、Oogi Taira、Ruedas Jose、Vega-Martinez Cristian A
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 506 号: 3 ページ: 4210-4231

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1755

    • 関連する報告書
      2021 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] 富岳による大規模宇宙論的シミュレーション2023

    • 著者名/発表者名
      石山智明
    • 学会等名
      「成果創出加速」基礎科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークを用いた銀河団の性質の推定2023

    • 著者名/発表者名
      富永浩文, 石山智明
    • 学会等名
      第36回 理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The second data release (DR2) of the Uchuu simulations: 銀河カタログ2023

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Prada Francisco, Klypin Anatoly, the Uchuu collaboration
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The second data release (DR2) of the Uchuu simulations: mock catalogs2023

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Prada Francisco, Klypin Anatoly, the Uchuu collaboration
    • 学会等名
      第9回銀河進化研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Uchuu simulations: Data Release 1 and 22022

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Prada Francisco, Klypin Anatoly, the Uchuu collaboration
    • 学会等名
      The 9th East Asian Numerical Astrophysics Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The second data release (DR2) of the Uchuu simulations: mock catalogs2022

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Prada Francisco, Klypin Anatoly, the Uchuu collaboration
    • 学会等名
      第11回観測的宇宙論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] High Performance Gravitational N-body Simulations on Supercomputer Fugaku2022

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Yoshikawa Kohji, Tanikawa Ataru
    • 学会等名
      HPCAsia 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Uchuu simulations: DR1の詳細とDR2に向けての状況2021

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Prada Francisco, Klypin Anatoly, the Uchuu collaboration
    • 学会等名
      観測的宇宙論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] First data release of the Uchuu simulations2021

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Prada Francisco, Klypin Anatoly, the Uchuu collaboration
    • 学会等名
      Galaxy Evolution Workshop 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The Uchuu simulations: Data release 12020

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Prada Francisco, Klypin Anatoly, the Uchuu collaboration
    • 学会等名
      日本天文学会2020秋季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] First data release of the Uchuu simulations2020

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Tomoaki, Prada Francisco, Klypin Anatoly, the Uchuu collaboration
    • 学会等名
      第33回理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-02-06   更新日: 2024-12-25  

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