大規模数値シミュレーションによる、初代星からはじまる宇宙初期の天体形成史の研究

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04828
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 石山 智明 千葉大学, 統合情報センター, 准教授 (90616426)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 宇宙物理 / 高性能計算 / ダークマター / 銀河 / 星

研究成果の概要

本研究は高分解能宇宙論的シミュレーションと準解析的な手法を用いて、宇宙論的な文脈における初代星や高赤方偏移銀河、銀河中心ブラックホールの形成や進化の研究を目的としている。
本研究ではまず、初代星が誕生するミニハローを分解した、世界最大空間体積の宇宙論的シミュレーションを行い、データの二次利用を可能にした。その上で準解析的モデルを構築し、高赤方偏移における銀河形成と近傍宇宙で観測される恒星ストリーム構造の比較、恒星間天体による低質量初代星への金属汚染、初代星由来の金属の観測可能性の研究などを行い、査読付欧文論文として発表した。

自由記述の分野

シミュレーション天文学

研究成果の学術的意義や社会的意義

これらの成果は高分解能宇宙論的シミュレーションに基づいている。従来は、シミュレーションの規模に限界があり、分解能と空間分布の統計の評価を両立させるのが困難であった。我々の取り組みによりそれが可能となり、宇宙初期の初代星、高赤方偏移銀河などに対して、空間分布まで含めて統計的な研究をできるようになった。本研究成果はこうした空間分布を評価できる強みを特に生かしたものである。