第３次革命を迎えた宇宙論的銀河形成流体シミュレーション：原始銀河形成と宇宙再電離

• 研究課題/領域番号: 26247022
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 長峯 健太郎 大阪大学, 理学研究科, 教授 (50714086)
• 研究協力者: 矢島 秀伸 東北大学 ; 清水 一紘 大阪大学 ; 青山 尚平 大阪大学 ; 平下 博之 ; Hou Kuan-Chou ; Chen Li-Hsin ; Zhu Qirong Penn State Univ. ; Sadegh Khochfar ; Claudio Dalla Vecchia
• 研究期間 (年度): 2014-06-27 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円); 2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
• キーワード: 宇宙論 / 構造形成 / 銀河形成 / 星形成 / 超新星爆発 / フィードバック / 理論天文学 / 数値計算 / 宇宙物理 / 流体力学

研究成果の概要

宇宙論的銀河形成流体コードGADGET-3を用いて、早期宇宙から現在に至るまでの銀河形成と進化の統一的理解を推進した。具体的には、新たな超新星爆発モデルとダストの破壊・成長モデルをシミュレーションコードに組み込み、ダストとメタルを空間的・時間的に追うことに成功した。銀河の光度関数や質量関数、及びダストによるextinctionの空間分布も計算した。また、宇宙論的ズーム計算においては、矮小銀河の質量獲得史および星形成史を調べた。その結果、フィードバックが強いモデルにおいては、ガスが吹き飛ばされて銀河円盤が破壊され、より乱れたガス分布の初代銀河が形成されることがわかった。

研究成果

• [国際共同研究] Academia Sinica (ASIAA)(台湾)
• [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)
• [国際共同研究] Instituto de Astrofisica de Canarias(スペイン)
• [国際共同研究] Pennsylvania State University/University of Kentucky/University of Texas Austin(米国)
• [国際共同研究] テキサス大学/ケンタッキー大学/アリゾナ大学(米国)
• [国際共同研究] ボン大学(ドイツ)
• [国際共同研究] 西ケープ大学(南アフリカ)
• [国際共同研究] エディンバラ大学(英国)
• [国際共同研究] テキサス大学/アリゾナ大学/ケンタッキー大学(米国)
• [雑誌論文] Evolution of dust extinction curves in galaxy simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Hou, K.-C., Hirashita, H., Nagamine, K., Aoyama, S., Shimizu, I.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: ー
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Galaxy Simulation with Dust Formation and Destruction (2017)
  • 著者名/発表者名: Aoyama, S., Hou, K.-C., Shimizu, I., Hirashita, H., Todoroki, K., Choi, J.-H., Nagamine, K.,
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 466 号: 1 ページ: 105-121
  • DOI: 10.1093/mnras/stw3061
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolution of binary seeds in collapsing protostellar gas clouds (2017)
  • 著者名/発表者名: Satsuka, T., Tsuribe, T., Tanaka, S., Nagamine, K.,
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 465 号: 1 ページ: 986-996
  • DOI: 10.1093/mnras/stw2709
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The AGORA High-Resolution Galaxy Simulations Comparison Project. II: Isolated Disk Test (2016)
  • 著者名/発表者名: Kim, J.-H., et al.
  • 雑誌名: ApJS 巻: 833 号: 2 ページ: 202-202
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/2/202
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct Collapse to Supermassive Black Hole Seeds: Comparing the AMR and SPH Approaches (2016)
  • 著者名/発表者名: Luo, Y., Nagamine, K., Shlosman, I.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 459 ページ: 3217-3233
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Connecting the Dots: Tracking Galaxy Evolution Using Constant Cumulative Number Density at z=3-7 (2016)
  • 著者名/発表者名: Jaacks, J., Finkelstein, S., Nagamine, K.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 817 号: 2 ページ: 174-174
  • DOI: 10.3847/0004-637x/817/2/174
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supermassive Black Hole Seed Formation at High Redshifts: Long-Term Evolution of the Direct Collapse (2016)
  • 著者名/発表者名: Shlosman, I., Choi, J.-H., Begelman, M. C., Nagamine, K.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 456 号: 1 ページ: 500-511
  • DOI: 10.1093/mnras/stv2700
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observational properties of simulated galaxies in overdense and average regions at redshifts z ~ 6-12 (2015)
  • 著者名/発表者名: Hidenobu Yajima, Isaac Schlosman, Emilio Romano-Diaz, Kentaro Nagamine
  • 雑誌名: Monthly Notice of the Royal Astronomical Society 巻: 451 号: 1 ページ: 418-432
  • DOI: 10.1093/mnras/stv974
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The rise and fall of a challenger: the Bullet Cluster in Lambda Cold Dark Matter simulations (2015)
  • 著者名/発表者名: Thompson, R., Dave, R., Nagamine, K.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 452 号: 3 ページ: 3030-3037
  • DOI: 10.1093/mnras/stv1433
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dust properties of Lyman-break galaxies in cosmological simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Yajima, H., Nagamine, K., Thompson, R., Choi, J.-H.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 439 号: 3 ページ: 3073-3084
  • DOI: 10.1093/mnras/stu169
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The AGORA High-Resolution Galaxy Simulations Comparison Project (2014)
  • 著者名/発表者名: Kim, J., et al.
  • 雑誌名: ApJS 巻: 210 号: 1 ページ: 14-14
  • DOI: 10.1088/0067-0049/210/1/14
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Galaxy Simulations with Dust Formation and Destruction (2016)
  • 著者名/発表者名: Aoyama, et al.
  • 学会等名: 第29回 理論懇シンポジウム 「重力が織りなす宇宙の諸階層」
  • 発表場所: 東北大
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] Direct Collapse to Supermassive Black Hole Seeds: Comparing the AMR and SPH Approaches (2016)
  • 著者名/発表者名: Luo, Y., Nagamine, K., Shlosman, I.
  • 学会等名: 第29回 理論懇シンポジウム 「重力が織りなす宇宙の諸階層」
  • 発表場所: 東北大
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] Evolution of binary seeds in collapsing protostellar gas clouds (2016)
  • 著者名/発表者名: Satsuka, T., Tsuribe, T., Tanaka, S., Nagamine, K.,
  • 学会等名: 第29回 理論懇シンポジウム 「重力が織りなす宇宙の諸階層」
  • 発表場所: 東北大
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] Globular Cluster Formation via Thermal Instability in First Galaxies (2016)
  • 著者名/発表者名: Arata, S., Yajima, H., Nagamine, K.,
  • 学会等名: 第29回 理論懇シンポジウム 「重力が織りなす宇宙の諸階層」
  • 発表場所: 東北大
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] High-z Galaxy Formation, Feedback, & Dust (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagamine, K, Yajima, H.
  • 学会等名: Panoramas of the Evolving Cosmos, The 6th Subaru International Conference
  • 発表場所: 広島平和記念公園
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] Theoretical View on AGN-Starburst Connection: Merger vs. Smooth Accretion (2016)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nagamine
  • 学会等名: ALMA Workshop: Starburst-AGN Connection - Toward the Merger-Driven Unified Model for Triggering Nuclear Activities Science Workshop
  • 発表場所: 東京大学三鷹キャンパス
  • 年月日: 2016-02-16
  • 招待講演
• [学会発表] Cosmic Gas, Galaxy Formation, Feedback, and Cosmological Hydrodynamic Simulations (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagamine, K.
  • 学会等名: IGM Tomography Workshop 2016
  • 発表場所: IPMU, 東京大学
  • 招待講演
• [学会発表] Recent Development in Numerical Cosmology and High-Redshift Galaxies -- in ALMA Context -- (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nagamine
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2015-12-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent Development in Numerical Cosmology and PFS (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nagamine
  • 学会等名: PFS workshop
  • 発表場所: IPMU
  • 年月日: 2015-11-13
  • 招待講演
• [学会発表] Recent Development in Numerical Cosmology and SWIMS (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nagamine
  • 学会等名: TAO-SWIMS workshop
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] Metallicity Measurements of Gamma-Ray Burst and Supernova Explosion Sites: Lessons from HII regions in M31 (2015)
  • 著者名/発表者名: Niino, Y., Nagamine, K., Zhang, B.
  • 学会等名: IAU General Assembly, Meeting #29
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-08-03
  • 国際学会
• [学会発表] Formation of Galaxies at High Redshifts (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nagamine
  • 学会等名: Guillermo Haro 2015 Workshop: FORMING AND FUELING SUPERMASSIVE BLACK HOLE SEEDS
  • 発表場所: Puebla, Mexico
  • 年月日: 2015-07-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent Development in Numerical Simulations (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nagamine
  • 学会等名: Tsukuba Galaxy-IGM Workshop
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2015-06-10
  • 招待講演
• [学会発表] High-z Galaxy Formation and Feedback (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nagamine
  • 学会等名: 第２回銀河進化研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-06-03
  • 招待講演
• [学会発表] Galaxy Formation at High Redshift (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nagamine
  • 学会等名: ISSI-BJ GRB Workshop
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-04-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Galaxy Formation in High-z Universe (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagamine, K.
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会2015
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-01-19
  • 招待講演
• [学会発表] Massive Galaxy Formation and Multi-wavelengths properties in the Early Universe (2014)
  • 著者名/発表者名: Yajima, H., Nagamine, K., et al.
  • 学会等名: 理論懇シンポジウム
  • 発表場所: 国立天文台、東京
  • 年月日: 2014-12-24
• [学会発表] High-z galaxy formation and Submm-to-IR emission (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagamine, K.
  • 学会等名: Extragalactic Fine Structure Line ALMA workshop
  • 発表場所: 国立天文台、東京
  • 年月日: 2014-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] Overview: Galaxy Formation and near-IR background (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagamine, K.
  • 学会等名: JAXA Near-IR Background Radiation Workshop
  • 発表場所: JAXA, 相模原
  • 年月日: 2014-10-06
  • 招待講演
• [学会発表] Kinetic SN Feedback and Other UNLV Efforts on AGORA (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagamine, K.
  • 学会等名: Santa Cruz Galaxy Workshop and the 3rd AGORA workshop
  • 発表場所: Santa Cruz, U.S.A.
  • 年月日: 2014-08-13
  • 国際学会
• [図書] パリティ (2014)
  • 著者名/発表者名: 長峯健太郎
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: マルゼン