| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00054
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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 | 国立天文台 |
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研究代表者 |
馬場 淳一 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 特任助教 (90569914)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 太陽系 / 天の川銀河 / 数値シミュレーション / Gaia / 銀河化学進化 / 銀河動力学 / 位置天文学 / シミュレーション / 銀河力学 / 星団 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々の太陽系は天の川銀河のどこで誕生し、どのように軌道変化して現在の位置までたどり着いたのか。この問いに答えるには、銀河内での星団の離散過程を理解する必要がある。天の川銀河の渦状腕構造や棒状構造の動的変化は、星の大局的な軌道移動に影響を与え得ることが示唆されている。このような「動的非軸対称構造」は、 太陽系母星団などの軌道移動や破壊・離散過程にも大きな影響を与えるはずである。そこで本研究では、「動的非軸対称構造」における太陽系の軌道移動と太陽系母星団の破壊・離散過程のN体シミュレーションを行い、兄弟星の位相空間分布の理論予測を行い、観測研究に対して理論的示唆を与えることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究計画は、申請者独自の天の川銀河の非軸対称構造の動力学モデルに基づき、太陽系及び太陽系母星団の数値シミュレーションを行うことで、太陽系の起源 を天の川銀河進化の枠組みで理解することである。この計画のために以下の研究に取り組んだ。
(1) 共同研究者の開発した化学進化ライブラリを用いて、太陽系の主要元素 H, C, O, Mg, Si, Feの銀河化学進化計算を行い、太陽系誕生半径（約5kpc）に対して制限を与えた。さらに、化学量論モデルを適用して、惑星系材料物質の銀河円盤内分布の時間変化を明らかにした (Baba et al. 執筆中）
(2) 銀河中心距離 5 kpcで誕生した太陽系の軌道移動の理解するためのテスト粒子シミュレーションを行った。その結果、太陽系は渦状腕は古典的な密度波モデルではなく、動的渦状腕モデル (Baba et al. 2013) である場合、かつ棒状構造のパターン速度が減速 する場合に、二種類の共鳴捕捉によって離心率を大きく増加させることなく移動できることを明らかにした(Baba et al. 執筆中)。また、共同研究により銀河円盤の流体シミュレーションにより、太陽系移動における巨大分子雲散乱の影響を調べた（Fujimoto他 執筆中)
(3) 上記の描像に基づき、太陽を模したテスト粒子を太陽系母星団に置きかけた自己重力N体シミュレーションを行った。この計算に基づき、太陽系母星団は上述の軌道移動過程の間、銀河潮汐場の変化により破壊され、太陽兄弟星が銀河系内に拡散する過程を解析した。その結果、プレリミナリーではあるが、太陽兄弟星は棒状構造の共回転半径付近に共鳴捕捉されて分布する可能性が示唆された。
(4) 太陽系移動において重要なバー形成時期の観測的検証法を天の川銀河のN体/SPHシミュレーションに基づき提案した (Baba et al. 2022)。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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