大規模数値計算による初期宇宙構造の形成、進化およびその大域的分布の理論的研究

• 研究課題/領域番号: 20674003
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京大学 (2009-2012); 名古屋大学 (2008)
• 研究代表者: 吉田 直紀 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90377961)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 64,090千円 (直接経費: 49,300千円、間接経費: 14,790千円); 2012年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2011年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2010年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2009年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2008年度: 28,730千円 (直接経費: 22,100千円、間接経費: 6,630千円)
• キーワード: 理論天文学 / 宇宙物理 / 星形成 / 初期宇宙 / 深宇宙探査

研究概要

大規模コンピュータシミュレーションを用いて、宇宙最初の天体形成を理論的に明らかにした。初代星が太陽の数十倍以上に成長し、その後ブラックホールを生成する過程の詳細を計算した。さらに早期宇宙で星からの光により銀河間ガスが暖められる様子や、重金属やダストを含む原始銀河がどのように分布しているかを計算し、将来の電波および赤外線観測に対して理論予測を与えた。

評価記号

検証結果 (区分)

A

研究成果

• [雑誌論文] Structure of dark matter halos in warm dark matter models and in models with long-lived bharged massive partcle (2013)
  • 著者名/発表者名: Kamada. A, . Yoshida. N, K. Kobri, T. Takahashi
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 巻: 2.013 号: 03 ページ: 8-8
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2013/03/008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of Dust Grains in a Low-metallicity Gas and Its Effect on the Cloud Fragmentation (2013)
  • 著者名/発表者名: 千秋元、野澤貴也、吉田直紀
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 765 号: 1 ページ: 3-3
  • DOI: 10.1088/2041-8205/765/1/l3
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nature of dark matter from the global high-redshift H I 21 cm signal (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Valdes, C. Evoli, A. Messinger, A. Ferrara, 吉田直紀
  • 雑誌名: Monthly Notices of Royal Astronomical Society 巻: 429 号: 2 ページ: 1705-1716
  • DOI: 10.1093/mnras/sts458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-curve modelling of superluminous supernova 2006gy: collision between supernova ejecta and a dense circumstellar medium (2013)
  • 著者名/発表者名: T, J, Moriya, S, I, Blinnikov, N, Tominaga, N, Yoshida, M, Tanaka, K, Maeda, & K, Nomoto
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 428 号: 2 ページ: 1020-1035
  • DOI: 10.1093/mnras/sts075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiative Cooling Implementations in Simulations of Primordial Star Formation (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野信吾、吉田直紀
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 763 号: 1 ページ: 52-52
  • DOI: 10.1088/0004-637x/763/1/52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulations of Early Baryonic Structure Formation with Stream Velocity. II. The Gas Fraction (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Naoz, 吉田直紀, N. Gnedin
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 763 号: 1 ページ: 27-27
  • DOI: 10.1088/0004-637x/763/1/27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Integration of the Collisionless Boltzmann Equation in Six-dimensional Phase Space: Self-gravitating Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, Kohji; Yoshida, Naoki; Umemura, Masayuki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 762 号: 2 ページ: 116-116
  • DOI: 10.1088/0004-637x/762/2/116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-mass Star Formation Triggered by Early Supernova Explosions (2013)
  • 著者名/発表者名: 千秋元, 吉田直紀, 北山哲
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 762 号: 1 ページ: 50-50
  • DOI: 10.1088/0004-637x/762/1/50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sub-mm Galaxies in Cosmological Hydrodynamics Simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水一紘,吉田直紀,岡本崇
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 427 号: 4 ページ: 2866-2866
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.22107.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detectability of High-Redshift Super Luminous Supernovae with Upcoming Optical and Infrared Surveys (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣、守谷尭、 吉田直紀 、野本憲一
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 422 号: 3 ページ: 2675-2675
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.20833.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Submillimetre galaxies in cosmological hydrodynamic simulations : source number counts and the spatial clustering (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水一紘, 吉田直紀, 岡本崇
  • 雑誌名: Monthly Notices of Royal Astronomical Society 巻: 427 ページ: 2866-2875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weakly Interacting Massive Particle Dark Matter and First Stars : Suppression of Fragmentation in Primordial Star Formation (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Smith, 他5名, 吉田直紀
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 761 号: 2 ページ: 154-154
  • DOI: 10.1088/0004-637x/761/2/154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protostellar Feedback and Final Mass of the Second-generation Primordial Stars (2012)
  • 著者名/発表者名: 細川隆史, 吉田直紀, 大向一行, H. Yorke
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 760 号: 2 ページ: 37-37
  • DOI: 10.1088/2041-8205/760/2/l37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing Primordial Non-Gaussianity with Weak-lensing Minkowski Functionals (2012)
  • 著者名/発表者名: Masato Shirasaki, Naoki Yoshida, Takashi Hamana & Takahiro Nishimichi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 760 号: 1 ページ: 45-45
  • DOI: 10.1088/0004-637x/760/1/45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation and evolution of primordial protostellar systems (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Greif, 他7名, 吉田直紀
  • 雑誌名: Monthly Notice of Royal Astronomical Society 巻: 424 号: 1 ページ: 399-415
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.21212.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of Dust around Galaxies : An Analytic Model (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Masaki
  • 雑誌名: MNRAS Letters 巻: 423 号: 1 ページ: L117-L121
  • DOI: 10.1111/j.1745-3933.2012.01268.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy deposition by weakly interacting massive particles : a comprehensive study (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Evoli, M. Valdes, A. Ferrara, 吉田直紀
  • 雑誌名: Monthly Notice of Royal Astronomical Society 巻: 422 号: 1 ページ: 420-433
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.20624.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of Multiple Nuclei in Ultraluminous Infrared Galaxies (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Matsui, 他7名、N.Yoshida
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 746 号: 1 ページ: 26-26
  • DOI: 10.1088/0004-637x/746/1/26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulations of Early Baryonic Structure Formation with Stream Velocity. I. Halo Abundance (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Naoz, N.Yoshida, N.Y.Gnedin
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 747 号: 2 ページ: 128-128
  • DOI: 10.1088/0004-637x/747/2/128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proto-stellar feedback halts the growth of the First Stars in the Universe (2011)
  • 著者名/発表者名: 細川隆史,大向一行, 吉田直紀
  • 雑誌名: H.W.Yorke, Science 巻: 334 号: 6060 ページ: 1250-1250
  • DOI: 10.1126/science.1207433
  • 査読あり
• [雑誌論文] The First Galaxies (2011)
  • 著者名/発表者名: V. Bromm, 吉田 直紀
  • 雑誌名: Annual Reviews of Astronomy andAstrophysics 巻: 49 号: 1 ページ: 373-373
  • DOI: 10.1146/annurev-astro-081710-102608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of Primordial Stars Powered by Dark Matter Annihilation up to the Main-sequence Stage (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirano, Shingo; Umeda, Hideyuki; Yoshida, Naoki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 736 号: 1 ページ: 58-58
  • DOI: 10.1088/0004-637x/736/1/58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Populations III.1 and III.2 gamma-ray bursts : constraints on the event rate for future radio and X-ray surveys (2011)
  • 著者名/発表者名: R.De Souza, N.Yoshida, K.Ioka
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 533 ページ: A32-A32
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201117242
  • 査読あり
• [雑誌論文] The non-linear evolution of baryonic overdensities in the early universe : initial conditions of numerical simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Naoz, N.Yoshida, R.Barkana
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 416 ページ: 232-241
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2011.19025.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lyman α emitters in cosmological simulations-I. Lyman α escape fraction and statistical properties at z=3.1 (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Shimizu, N.Yoshida, T.Okamoto
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 418 号: 4 ページ: 2273-2282
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2011.19549.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The First Galaxies (2011)
  • 著者名/発表者名: V.Bromm, N.Yoshida
  • 雑誌名: Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics 49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure Formation in the Early Universe (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshida
  • 雑誌名: Advanced Science Letters 4 ページ: 286-296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure formation in the early universe (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshida
  • 雑誌名: Advanced Science Letters 巻: 4 ページ: 286-296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional simulations of the accretion process in Kerr space-time with arbitrary value of the spin parameter (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Bambi, N.Yoshida
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Metallicity star formation : Prestellar collapse and protostellar accretion in the spherical symmetry (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Omukai, T.Hosokawa, N.Yoshida
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 722 ページ: 1793-1782
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Formation of the First Stars and Galaxies (2009)
  • 著者名/発表者名: V. Bromm, 吉田直紀
  • 雑誌名: L. Hernquist, C.F. McKee, Nature 巻: 459 号: 7243 ページ: 49-49
  • DOI: 10.1038/nature07990
  • 査読あり
• [雑誌論文] The 21cm Signature of Early Relic HII Regions (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳谷碧、 吉田直紀 、S.-P. Oh, 杉山直
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 395 号: 2 ページ: 777-777
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.14604.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early Blackhole Formation by Accretion of Gas and Dark Matter (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeda, N.Yoshida, K.Nomoto, M.Sasaki, S.Tsuruta
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 08 ページ: 24-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Formation of the First Stars and Galaxies (2009)
  • 著者名/発表者名: V.Bromm, N.Yoshida, C.McKee, L.Hernquist
  • 雑誌名: Nature 459 ページ: 49-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of Very Massive Population III Stars with Mass Accretion from Pre-main Sequence to Collapse (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ohkubo, K.Nomoto, H.Umeda, N.Yoshida, S.Tsuruta
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 706 ページ: 1184-1193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early black hole formation by accretion of gas and dark matter (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Umeda, N.Yoshida, K.Nomoto, S.Tsuruta, et al
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 8
  • 査読あり
• [雑誌論文] The onset of star formation in primordial haloes (2009)
  • 著者名/発表者名: U.Maio, B.Ciardi, N.Yoshida, K.Dolag, L.Tornatore
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 503 ページ: 25-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protostar Formation in the Early Universe (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉 田 直 紀 , 大向一行、 L. Hernquist
  • 雑誌名: Science 巻: 321 号: 5889 ページ: 669-669
  • DOI: 10.1126/science.1160259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protostar Formation in the Early Universe (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshida, K.Omukai, L.Hernquist
  • 雑誌名: Science 321 ページ: 669-671
  • NAID: 120002603239
  • 査読あり
• [学会発表] Physics of Primordial StarFormation (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際研究集会 The Physics of Star Formation
  • 発表場所: イタリアトリエステ
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] Star formation in the early universe (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: The Physics of Star Formation
  • 発表場所: イタリア、トリエステ(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] Star formation in a low-metallicity gas (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: The Low-Metallicity ISM
  • 発表場所: ドイツ、ゲッティンゲン(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] Star Formation in the Early Universe (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際学会第39回COSPAR総会
  • 発表場所: インドマイソール
  • 年月日: 2012-07-20
• [学会発表] Primordial Stars (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 第39回COSPAE総会
  • 発表場所: インド、マイソール(招待講演)
  • 年月日: 2012-07-20
• [学会発表] Star formation in the early universe (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: GRBs in the Era of Rapid Follow-Up
  • 発表場所: 英国、リバプール(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Physics of Primordial Star Formation (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際研究集会First Stars IV
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-05-21
• [学会発表] Physics of primordial star formation (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: First Stars IV
  • 発表場所: ハートピア京都(京都府)(招待講演)
  • 年月日: 2012-05-21
• [学会発表] Primordial star formation (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: KITP conference "First Light and Faintest Dwarfs"
  • 発表場所: 米国 カリフォルニア大学サンタバーバラ校(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-13
• [学会発表] Wide-Field Cosmology Surveys (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際研究集会DENET"The Accelerating Universe"
  • 発表場所: フランスパリ
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] Cosmological simulations for next-generation surveys (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: DENET-IAP conference on Cosmology
  • 発表場所: フランス パリ天体物理学研究所(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] Hunting for the FirstStars (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際研究集会The First Galaxies
  • 発表場所: ドイツ リングベルグ
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] Star formation in a low-metallicity gas (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: berg workshop "First Galaxies"
  • 発表場所: ドイツ リングベルグ城(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-27
• [学会発表] New insights on the nature of dark matter (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshida
  • 学会等名: COSMO/CosPA 2010
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] Star formation in the early universe (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 38th COSPAR Probing the High-Redshift Universe
  • 発表場所: ドイツブレーメン国際会議場
  • 年月日: 2010-07-20
• [学会発表] Star formation in the early universe (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshida
  • 学会等名: 38^<th> COSPAR Probing the High-Redshift Universe
  • 発表場所: ドイツブレーメンメッセ
  • 年月日: 2010-07-20
• [学会発表] Chemistry in the Early Universe (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 米国物理学会 DAMOP 基調講演
  • 発表場所: 米国ヒューストン
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Primordial gas chemistry in the early universe (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 米国物理学会原子分子物理分会
  • 発表場所: 米国テキサス州ヒューストン
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] Primordial gas chemistry in the early universe (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshida
  • 学会等名: 米国物理学会原子分子物理学分科会
  • 発表場所: 米国テキサス州ヒューストン
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] The first stars (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshida
  • 学会等名: Decipering the Ancient Universe with GRBs
  • 発表場所: 京都テルサ会議場
  • 年月日: 2010-04-20
• [学会発表] Formation of primordial stars (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] Formation of the First Stars (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際研究集会"21cm Cosmology"
  • 発表場所: 米国アスペン
  • 年月日: 2010-02-10
• [学会発表] Low-Metallicity Star Formation in the Early Universe (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: The High-Redshift Universe
  • 発表場所: 米国アスペン物理センター
  • 年月日: 2010-02-10
• [学会発表] Low-metallicity star formation in the early universe (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: アスペンウィンター研究会 High-Redshift Universe
  • 発表場所: 米国アスペン物理センター
  • 年月日: 2010-02-09
• [学会発表] Formation of primordial stars and blackholes (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: Heidelberg Workshop on the First Stars and Galaxies
  • 発表場所: ハイデルベルグ大学,独国ハイデルベルグ
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Formation of primordial stars and blackholes (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 5^<th> Irvine Cosmology Workshop on IMBH
  • 発表場所: カリフォルニア大学アーバイン校,米国,アーバイン
  • 年月日: 2009-04-03
• [学会発表] Formation of primordial stars (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 5th Irvine Cosmology Workshop on Blackholes
  • 発表場所: 米国カリフォルニア大学アーバイン校
  • 年月日: 2009-04-02
• [学会発表] The First Stars and Blackholes (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際研究集会"Intermediate Mass Blackholes"
  • 発表場所: 米国アーバイン
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] The First Light (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際学 会 "New Vision 400"
  • 発表場所: 中国北京
  • 年月日: 2008-10-13
• [学会発表] The First Stars (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: New Vision 400
  • 発表場所: 中国北京大学
  • 年月日: 2008-10-11
• [学会発表] Structure Formation in the Universe (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 学会等名: 国際学会 "Conference on Computational Physics"
  • 発表場所: ブラジルオウロプレット
  • 年月日: 2008-08-02
• [図書] 宇宙で最初の星はどうやって生まれたのか (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 出版者: 宝島社新書
• [図書] 宇宙で最初の星はどうやって生まれたのか (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 総ページ数: 191
  • 出版者: 宝島社
• [図書] 宇宙はどこまで分かったのか (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡村定矩 編
  • 出版者: 日本評論社
• [図書] 宇宙はどこまでわかったか (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡村定矩編
  • 総ページ数: 96
  • 出版者: 日本評論社
• [図書] 宇宙137億年解読 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田直紀
  • 出版者: 東京大学出版会
• [備考]
  • URL: http://member.ipmu.jp/naoki.yoshida/cosmos.html
• [備考]
  • URL: http://member.ipmu.jp/naoki.yoshida/cosmo.html
• [備考]
  • URL: http://member.ipmu.jp/naoki.yoshida/cosmo.html
• [備考] 研究成果発表ホームページ
  • URL: http://member.ipmu.jp/naoki.yoshida/cosmo.html
• [備考]
  • URL: http://member.ipmu.jp/naoki.yoshida/cosmo.html
• [備考]
  • URL: http://member.ipmu.jp/naoki.yoshida/cosmo.html