| 研究領域 | 重力波物理学・天文学：創世記 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H04724
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
矢島 秀伸 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (10756357)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 星形成 / 輻射輸送 / 数値シミュレーション / ダスト / 重力波 / 銀河形成 / 初代星 / 星団形成 / 星団 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では高精度な数値シミュレーションを駆使することで、初期宇宙の星団形成過程を明らかにする。まず、大規模な宇宙論的流体シミュレーションにより、多数の初代星ミニハローの形成から低金属な初代銀河の形成、そして中心へのガス流入を直接計算する。その後、ガス雲内での星団形成、フィードバックによるガス雲の晴れ上がりまでを輻射流体計算によって詳細に求める。これらのシミュレーションを統計的に行うことで、(a)単位体積中の初代星密度、低金属星団密度、(b)高密度星団の形成条件について明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、初期宇宙における高密度星団の形成について理論的に明らかにするというものである。当該年度においては、星団形成において鍵となる大質量星からの紫外線輻射フィードバックを考慮した大規模輻射流体シミュレーションを実行した。結果として、銀河系の典型的なサイズや密度の分子雲では、輻射フィードバックにより、ガスが吹き飛ばされて星形成率が10パーセント以下となる事が分かった。その場合、ガスがなくなった後、星同士が重力的に束縛することが出来ず、広がっていく。一方で、ガスの表面密度が100太陽質量/パーセク^2を超えるような高密度分子雲では、分子雲自身の重力により、輻射フィードバックに打ち勝って分子雲中心へのガスのインフローが続く事が分かった。結果として、大半のガスが星団形成に使われ、重力的に束縛された高密度星団が形成されることが分かった。これに加え、重元素量との依存性についても調べ、高密度かつ重元素が多い大質量分子雲が高密度星団の形成に繋がることを示した。このような高密度星団はその後、重力多体相互作用により、中心に大質量星連星を形成する可能性があるため、重力波イベントの起源天体を考える上で非常に重要である。これに加えて、宇宙論的な流体シミュレーションにより、初代銀河における星形成についても調べた。結果として、ミニハローで形成される種族III星の初期質量関数によって、その後に形成される初代銀河内のガスの状態、星形成は大きく影響を受ける事が分かった。今後はこれらを統合して、高密度星団形成について統計的に明らかにしていく。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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