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2002 年度 研究成果報告書概要

専用計算機を用いた大規模数値シミュレーションによる銀河の形成・進化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13440058
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 天文学
研究機関東京大学

研究代表者

牧野 淳一郎  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (50229340)

研究分担者 福重 俊幸  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (60282513)
野本 憲一  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90110676)
須藤 靖  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (20206569)
小久保 英一郎  国立天文台, 理論天文学研究系, 助手 (90332163)
羽部 朝男  北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90180926)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
キーワード大規模構造 / 銀河形成 / ダークマターハロー / 宇宙論 / N体計算 / 矮小銀河 / 冷たい暗黒物質
研究概要

本研究の主な成果は以下の通りである。
1.並列GRAPEシステム上で高い並列化効率を実現するBarnes-Hutツリー法の計算コードを開発した。これにより、銀河団スケール以下で10^8に近い粒子数を使った宇宙論的構造形成シミュレーションを行うことが可能になった。これは世界的にもほとんど例のない高い分解能である。
2.3000万粒子を超える大規模なシミュレーションにより、従来の研究よりもはるかに高い信頼性で、ダークマターハローの中心カスプのスロープを決定した。その結果、中心スロープについては-1.4前後であり、いくつかのグループの最近の主張のように-1でフィットできる傾向がでることはないとわかった。また、この傾きはCDMゆらぎの範囲では宇宙モデルに依存しない。
3.親銀河の中でのサテライト銀河の進化について、理論的な力学的摩擦の表式では進化の速さがN体計算に比べて過大になるという最近明らかになった問題の原因を解明した。理論的な表式自体に問題があったわけではないが、従来使われてきたパラメータの選びかたが物理的に正しくなかった。また、サテライト銀河の内部構造も考慮した場合には、逆に進化が加速される傾向があることを見いだした。

  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Fukushige, T., Makino, J.: "Structure of dark matter halos from hierarchical clustering"The Astrophysical Journal. 557. 533-545 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takahashi, K., et al.: "Collisional Evolution of Galaxy Clusters and the Growth of Common Halos"Publications of the Astronomical Society of Japan. 54. 5-20 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Makino, J.: "An efficient parallel algorithm for O(N^2) direct summation method and its variations on distributed-memory parallel machines"New Astronomy. 7. 373-384 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Hashimoto, Y., Funato, Y., Makino, J.: "To Circularize or Not to Circularize?-Orbital Evolution of Satellite Galaxies"Astrophys. J.. 582. 196-201 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Baumgardt, H., Makino, J.: "Dynamical evolution of star clusters in tidal fields"MNRAS. 340. 227-246 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Fukushige, T., Makino, J.: "Structure of dark matter halos from hierarchical clustering II. Dependence of cosmological models in cluster-sized Halos"The Astrophysical Journal. 588. 674-679 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Fukushige, T, and Makino,J.: "Structure of Dark Mat- ter Halos from Hierarchical Clustering"ApJ.. 557. 533-545 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takahashi, K., Sensui, T., Funato, Y., & Makino, J.: "Collisional Evolution of Galaxy Clusters and the Growth of Common Halos"PASJ. 54. 5-20 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Makino, J.: "An efficient parallel algorithm for 0(N^2) direct summation method and its variations on distributed-memory parallel machines"New Astronomy. 7. 373-384 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hashimoto, Y., Funato, Y., & Makino, J.: "To Circularize or Not To Circularize?-0rbital Evolution of Satellite Galaxies"ApJ.. 582. 196-201 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Baumgardt, H., & Makino, J.: "Dynamical evolution of star clusters in tidal fields"MNRAS. 340. 227-246 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Fukushige, T., & Makino, J.: "Structure of Dark Matter Halos from Hierarchical Clustering. II. Dependence of Cosmological Models in Cluster-sized Halos"ApJ.. 588. 674-679 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2004-04-14  

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