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銀河系ハビタブルゾーン: 化学進化からのアプローチ

公募研究

研究領域新しい星形成論によるパラダイムシフト:銀河系におけるハビタブル惑星系の開拓史解明
研究課題/領域番号 19H05076
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関名古屋大学

研究代表者

竹内 努  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90436072)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード銀河形成 / 銀河進化 / 理論天文学 / ダスト / 星間物質 / 星形成 / 輻射 / 惑星形成 / 化学進化 / ダスト形成 / ダスト進化 / 惑星系形成 / 銀河生存可能領域
研究開始時の研究の概要

本研究では、我々の最新のダスト進化モデルを銀河系円盤に適用し、銀河系円盤のハビタブルゾーンの評価を精密化することを目指す。このため、銀河系円盤の化学進化を(1)解析的な半径依存性を考慮した化学進化モデル、(2)銀河円盤形成シミュレーションという2通りの方針で扱い、ダスト進化理論を組み込む。これらを通じて、より強固な理論的基礎に基づく惑星形成確率の空間分布、その延長としての銀河系ハビタブルゾーンについての予言を与えることが目的である。

研究実績の概要

本研究では、我々の最新のダスト進化モデルを銀河系円盤に適用し、銀河系円盤のハビタブルゾーンの評価を精密化することを目指す。このため、銀河系円盤の化学進化を(1)解析的な半径依存性を考慮した化学進化モデル、(2)銀河円盤形成シミュレーションという2通りの方針で扱い、ダスト進化理論を組み込む。これらを通じて、より強固な理論的基礎に基づく惑星形成確率の空間分布、その延長としての銀河系ハビタブルゾーンについての予言を与えることが目的である。浅野-竹内モデルではダストの形成・成長・破壊過程を整合的に解くことでサイズ分布を与えられる。よって、空間分布を考慮したモデル・シミュレーションと組み合わせれば星間ダストのサイズ分布(典型的に~ 0.1 μm)を銀河系の位置の関数として計算することができる。さらに銀河の星形成と輻射場を整合的に与えることで、銀河系ハビタブルゾーンのより厳密なマップを計算する。
2019年度は銀河系進化の基礎となる(1)の化学進化モデルの拡張に成功し、物質降着まで考慮したダストのサイズ分布理論を構築することができた。これについて学会、研究会で関連する結果を多数発表した。2020年度はこれを発展させ、空間分布を扱える輻射輸送モデルまで構築することができた。この結果は査読誌に投稿済みで、レフェリーコメントにしたがって改訂中である。これらの理論的ツールにより、将来の銀河ハビタブルゾーン理論の発展が期待できる結果となった。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Laboratoire d'Astrophysique de Marseille(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Narodowe Centrum Badan Jadrowych/Obs. Astron. Uniw. Jagiellonskiego(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Western Australia/ICRAR(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamical evolution of voids with surrounding gravitational tidal field2021

    • 著者名/発表者名
      Minoguchi, Mutsumi; Nishizawa, Atsushi J.; Takeuchi, Tsutomu T.; Sugiyama, Naoshi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 503 号: 2 ページ: 2804-2813

    • DOI

      10.1093/mnras/stab631

    • 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] Spatially resolved properties of galaxies with a kinematically distinct core2021

    • 著者名/発表者名
      Omori, Kiyoaki Christopher; Takeuchi, Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 647 ページ: A181-A181

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038244

    • 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] Constructing a multivariate distribution function with a vine copula: towards multivariate luminosity and mass functions2020

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, Tsutomu T.; Kono, Kai T.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 498 号: 3 ページ: 4365-4378

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2558

    • 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] An iterative reconstruction algorithm for Faraday tomography2020

    • 著者名/発表者名
      Cooray Suchetha、Takeuchi Tsutomu T、Akahori Takuya、Miyashita Yoshimitsu、Ideguchi Shinsuke、Takahashi Keitaro、Ichiki Kiyotomo
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 500 号: 4 ページ: 5129-5141

    • DOI

      10.1093/mnras/staa3580

    • 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] CO Multi-line Imaging of Nearby Galaxies (COMING). X. Physical conditions of molecular gas and the local SFR&-mass relation2020

    • 著者名/発表者名
      Morokuma-Matsui, Kana; Sorai, Kazuo; Sato, Yuya; Kuno, Nario; Takeuchi, Tsutomu T.; Salak, Dragan; Miyamoto, Yusuke; Yajima, Yoshiyuki; Muraoka, Kazuyuki; Kaneko, Hiroyuki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 号: 5

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa084

    • 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] Observational and theoretical constraints on the formation and early evolution of the first dust grains in galaxies at 5 < z < 102020

    • 著者名/発表者名
      Burgarella, D.; Nanni, A.; Hirashita, H.; Theule;, P.; Inoue, A. K.; Takeuchi, T. T.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 637 ページ: A32-A32

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201937143

    • 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] 空間分解した星形成則から探る銀河の進化2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努、依田 萌、COMINGチーム
    • 雑誌名

      天文月報

      巻: 113 ページ: 429-439

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 銀河画像の高解像度化:圧縮センシングを用いた PSF の逆畳み込み2021

    • 著者名/発表者名
      村田一心, 竹内努
    • 学会等名
      2021年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] サブミリ波超解像イメージングで空間分解した活動銀河 NGC1068 の中心核 構造2021

    • 著者名/発表者名
      戸上陽平, 田村陽一, 谷口暁星, 竹内努, Suchetha Cooray, 河野海, 中里剛, 池田思朗
    • 学会等名
      2021年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 大質量銀河団 SPT-CL J0615-5746 に属する CO 分子輝線銀河が示す環境効果 による星形成活動の抑制2021

    • 著者名/発表者名
      中野覚矢, 田村陽一, 谷口暁星, 萩本将都, 竹内努, T. Bakx, 他
    • 学会等名
      2021年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of integral field spectroscopic data as a High-dimensional low-sample size data problem2021

    • 著者名/発表者名
      竹内 努, 河野 海, Suchetha COORAY, 中西 康一郎, 矢田 和善, 青嶋 誠, 石井 晶, 江頭 健斗, 河野 孝太郎
    • 学会等名
      2021年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] High-dimensional statistical analysis of the ALMA spectroscopic map of a nearby galaxy NGC 2532021

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Kai T. KONO, Suchetha COORAY, Koichiro NAKANISHI, Kazuyoshi YATA, Makoto AOSHIMA, Aki ISHII, Kento EGASHIRA, Kotaro KOHNO
    • 学会等名
      Galaxy Evolution Workshop 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-dimensional statistical analysis of ALMA spectroscopic mapping data2021

    • 著者名/発表者名
      竹内 努*, 河野 海, Suchetha COORAY, 中西 康一郎, 矢田 和善, 青嶋 誠, 石井 晶, 江頭 健斗, 河野 孝太郎
    • 学会等名
      「自然科学における階層と全体」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Importance of Dust in the Evolution of Galaxies: Prospect for SPICA2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努*
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Statistical Quantification and Parametrization of Galaxies with SPICA2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努*
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ディスクとバルジの2成分を考慮した化学進化モデルから推測されるダストのサイズ分布および減光曲線2020

    • 著者名/発表者名
      長崎 早也香*, 竹内 努, 浅野 良輔
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Topological data analysis of galaxy distribution: detection of the acoustic sound from Early Universe2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Kai T. KONO, Suchetha COORAY, Atsushi J. NISHIZAWA, and Koya MURAKAMI
    • 学会等名
      統計数理研究所共同研究集会「諸科学における大規模データと統計数理モデリング」冬の会合
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Topological data analysis of galaxy distribution: detection of the birth cry of cosmic structures2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Kai T. KONO, Suchetha COORAY, Atsushi J. NISHIZAWA, and Koya MURAKAMI
    • 学会等名
      大規模複雑データの理論と方法論:最前線の動向と新たな展開
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of spatially resolved galaxy spectra as a high-dimensional low-sample size data problem2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Kai T. KONO, Suchetha COORAY, Koichiro NAKANISHI, Kazuyoshi YATA, Makoto AOSHIMA, Aki ISHII, Kento EGASHIRA, Kotaro KOHNO
    • 学会等名
      大規模複雑データの理論と方法論:最前線の動向と新たな展開
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] High-dimensional statistics for integral field spectroscopic data2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努*, 河野 海, 中西 康一郎, 矢田 和善, 青嶋 誠, 石井 晶, 江頭 健斗
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of the mass, composition, and SED of dust in galaxies2020

    • 著者名/発表者名
      "Tsutomu T. TAKEUCHI*, Kazuki Y. NISHIDA, Ryosuke S. ASANO, Sayaka K. NAGASAKI, Erina R. KAWAMOTO "
    • 学会等名
      The Rise of Metals and Dust in Galaxies through Cosmic Time,
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical evolution of galaxies: the cosmic alchemy from noble metals to dust2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*
    • 学会等名
      Stellar Alchemy to Galactic Archeology
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New approach to galaxy evolution via manifold learning2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Suchetha COORAY, Kai T. KONO
    • 学会等名
      多様な分野のデータに対する統計科学・機械学習的アプローチ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Topological data analysis of galaxy distribution: detection of the acoustic sound from Early Universe2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*
    • 学会等名
      2020年度光赤天連シンポジウム 「データ解析の新展開2020」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantification of the formation and evolution of galaxies by machine learning2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Suchetha COORAY, Kai T. KONO , Wen E. SHI, Hai-Xia MA, and Shuntaro A. Yoshida
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Resolved Kennicutt-Schmidt law as seen from COMING2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Moe YODA, Wen E. SHI, Suchetha COORAY, Kiyoaki Christopher OMORI, Tae HOJO, and COMING Team
    • 学会等名
      2020年日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] New quantification of galaxy evolution by manifold learning2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Suchetha COORAY, Kai T. KONO
    • 学会等名
      統計数理研究所共同研究集会「諸科学における大規模データと統計数理モデリング」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of dust in galaxies2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 (JpGU) 2020年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Resolved Kennicutt-Schmidt law and suggestion to galaxy evolution as seen from COMING2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu T. TAKEUCHI*, Moe YODA, Suchetha COORAY, Wen SHI, and COMING Team
    • 学会等名
      FUGIN&#160;&&#160;COMING リモート研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Importance of Dust in the Evolution of Galaxies: Prospect for SPICA2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Statistical Quantification and Parametrization of Galaxies with SPICA2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ディスクとバルジの2成分を考慮した化学進化モデルから推測されるダストのサイズ分布および減光曲線2020

    • 著者名/発表者名
      長崎 早也香, 竹内 努, 浅野 良輔
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Construction of a New Galaxy Spectral Energy Distribution Model with Cosmic Dust Evolution2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida, K. Y., & Takeuchi, T. T.
    • 学会等名
      16th AOGS Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Dust Evolution Model in Galaxies with a Gas Infall2019

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, S. K., Takeuchi, T. T., & Nishida, K. Y.
    • 学会等名
      16th AOGS Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Far-infrared metal and dust emission in a galaxy at redshift ~ 82019

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, T. T.
    • 学会等名
      12th Meeting on Cosmic Dust
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A new dust evolution model in galaxies with gas infall2019

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, S. K., Takeuchi, T. T., & Asano, R. S.
    • 学会等名
      12th Meeting on Cosmic Dust
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a new galaxy spectral energy distribution model consistent with the evolution of dust2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida, K. Y., & Takeuchi, T. T.
    • 学会等名
      12th Meeting on Cosmic Dust
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gas infall が遠方銀河のダストの化学進化に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      長崎 早也香, 竹内 努, 浅野 良輔
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of Dust in Galaxies2019

    • 著者名/発表者名
      竹内 努
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ガスの流入を考慮した銀河内ダストの化学進化2019

    • 著者名/発表者名
      長崎 早也香, 竹内 努, 浅野 良輔
    • 学会等名
      2019年度日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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