第一世代天体から原始銀河に至る宇宙暗黒時代の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20224002
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 梅村 雅之 筑波大学, 数理物質系, 教授 (70183754)
• 研究分担者: 吉川 耕司 筑波大学, 数理物質系, 講師 (70451672)
• 連携研究者: 須佐 元 甲南大学, 理工学部, 教授 (00323262) ; 森 正夫 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10338585)
• 研究期間 (年度): 2008-05-12 – 2013-03-31
• キーワード: 宇宙物理 / 第一世代天体 / 銀河形成 / 宇宙暗黒時代 / 専用並列計算機

研究概要

宇宙シミュレータFIRSTを用い，宇宙第一世代天体形成から原始銀河形成に至る宇宙暗黒時代の宇宙史の研究を推進し，1) 第一世代天体形成と連続的星形成，2) 原始銀河形成と紫外線輻射輸送計算，3) 宇宙論的ライマンアルファ輝線天体モデルの構築，4) 紫外線輻射場内の球状星団形成，5) 原始銀河における巨大ブラックホールの合体成長，の研究について重要な進展があった。さらに，6次元無衝突ボルツマン方程式（ブラソフ方程式）を直接解く方法を世界に先駆けて開発した。また，理論的研究成果の知見に基づき，原始銀河の観測について，多くの共同研究を行い，当該分野の重要な進展につながった。

研究成果

• [雑誌論文] Merger criteria of multiple massive black holes and the impact on the host galaxy (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa, A., Umemura, M.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 440 ページ: 652-662
  • 査読あり
• [雑誌論文] What is the Physical Origin of Strong Lyα Emission? I. Demographics of Lyα Emitter Structures (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibuya, T., Ouchi, M., Nakajima, K., Yuma, S., Hashimoto, T., Shimasaku, K., Mori, M., Umemura, M.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 785 ページ: 64 (12)
  • 査読あり
• [雑誌論文] First Systematic Search for Oxygen-line Blobs at High Redshift : Uncovering AGN Feedback and Star Formation Quenching (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuma, S., Ouchi, M., Drake, A. B., Simpson, C., Shimasaku, K., Nakajima, K., Ono, Y., Momose, R., Akiyama, M., Mori, M., Umemura, M.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 779 ページ: 53 (12)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra Fast Outflows : Galaxy-Scale Active Galactic Nucleus Feedback (2013)
  • 著者名/発表者名: Wagner, A. Y., Umemura, M., Bicknell, G. V.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 763 ページ: L18 (5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Integration of the Collisionless Boltzmann Equation in Six-dimensional Phase Space : Self-gravitating Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, K., Yoshida, N., Umemura, M.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 762 ページ: 116 (18)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation and radiative feedback of first objects and first galaxies (2012)
  • 著者名/発表者名: Umemura, M., Susa, H., Hasegawa, K., Suwa, T., Semelin, B.
  • 雑誌名: PTEP 巻: 2012 ページ: 01A306 (23)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Driving Outflows with Relativistic Jets and the Dependence of Active Galactic Nucleus Feedback Efficiency on Interstellar Medium Inhomogeneity (2012)
  • 著者名/発表者名: Wagner, A.Y., Bicknell, G. V., Umemura, M.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 757 ページ: 136-169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffuse Lyα haloes around Lyα emitters at z=3 : do dark matter distributions determine the Lyα spatial extents? (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, Y., Yamada, T., Hayashino, T., Yamauchi, R., Nakamura, Y., Morimoto, N., Ouchi, M., Ono, Y., Umemura, M., Mori, M.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 425 ページ: 878-883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Profiles of Lyman α Emission Lines (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., Matsuda, Y., Kousai, K., Hayashino, T., Morimoto, N., Umemura, M.
  • 雑誌名: AJ 巻: 751 ページ: 29-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Panoramic Survey of Lyα Emitters at z = 3.1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., Nakamura, Y., Matsuda, Y., Hayashino, T., Yamauchi, R., Morimoto, N., Kousai, K., Umemura, M.
  • 雑誌名: AJ 巻: 143 ページ: 79-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sub-millimetre brightness of early star-forming galaxies (2012)
  • 著者名/発表者名: Yajima, H., Umemura, M., Mori, M.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 420 ページ: 3381-3388
  • 査読あり
• [雑誌論文] ARGOT : Accelerated radiative transfer on grids using oct-tree (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Yoshikawa, K., Umemura, M.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 419 ページ: 2855-2866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Successive merger of multiple massive black holes in a primordial galaxy and its effect on the galactic structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa, A., Umemura, M.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1480 ページ: 430-432
• [雑誌論文] Successive Mergers of Multiple Massive Black Holes in a Primordial Galaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa, A., Umemura, M.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 728 ページ: L31-L35
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Subaru Lyα blob survey : a sample of 100-kpc Lyα blobs at z = 3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, Y., Umemura, M., Mori, M., 他11名
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 410 ページ: L13-L17
  • 査読あり
• [雑誌論文] START : Smoothed particle hydrodynamics with tree-based accelerated radiative transfer (2010)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Umemura, M.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 407 ページ: 2632-2644
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two types of Lyman-alpha emitters envisaged from hierarchical galaxy formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, I., Umemura, M.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 406 ページ: 913-921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrodynamic Simulations of Merging Galaxy Clusters : Non-Equilibrium Ionization State and Two-Temperature Structure (2010)
  • 著者名/発表者名: Akahori, T., Yoshikawa, K.
  • 雑誌名: PASJ 巻: 62 ページ: 335-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet and Infrared Radiation from Protogalaxies (2010)
  • 著者名/発表者名: Yajima, H., Umemura, M., Mori, M.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1294 ページ: 295-296
• [雑誌論文] The Impact of Ultraviolet Radiation on Secondary Pop III Star Formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Umemura, M., Suwa, T.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1294 ページ: 262-263
  • 査読あり
• [雑誌論文] Successive Mergers of Multiple Massive Black Holes in a Primordial Galaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa, A., Umemura, M.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1294 ページ: 242-245
• [雑誌論文] First Stars and GRBs, and their Cosmological Impacts (2010)
  • 著者名/発表者名: Umemura, M.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1279 ページ: 97-102
• [雑誌論文] Metal enrichment in supernova-dominated high-zgalaxies (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori, M., Umemura, M., Yajima, H.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1279 ページ: 52-59
• [雑誌論文] A Supernova-driven Wind Model for High-z Galaxies (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori, M., Umemura, M., Yajima, H.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1269 ページ: 430-432
• [雑誌論文] Collision tomography : the progenitor of the Andromeda stellar stream and the metallicity gradient (2010)
  • 著者名/発表者名: Miki, Y., Mori, M., Rich, R. M.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1269 ページ: 400-402
• [雑誌論文] The Core-Cusp Problem in CDM Halos and Supernova Feedback (2010)
  • 著者名/発表者名: Ogiya, G., Mori, M.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1269 ページ: 421-423
• [雑誌論文] Impacts of diffuse UV radiation on the secondary Population III star formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Umemura, M., Suwa, T.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1238 ページ: 107-110
• [雑誌論文] The Collapse of First Objects driven by Dark Matter Cusps (2010)
  • 著者名/発表者名: Umemura, M., Suwa, T., Susa, H.
  • 雑誌名: American Institute of Physics Conference Series 巻: 1238 ページ: 101-106
• [雑誌論文] Orientation Effects on the Inner Region of Dusty Torus of Active Galactic Nuclei (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, T. and Mori, M.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 724 ページ: L183-L187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Seed Magnetic Field Around First Stars : Effects of Radiation Force (2010)
  • 著者名/発表者名: Ando, M.,Doi, K., Susa, H.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 716 ページ: 1566-1572
  • 査読あり
• [雑誌論文] The properties of satellite galaxies in simulations of galaxy formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Frenk, C. S., Jenkins, A., Theuns, T.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 406, 208 ページ: 208-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] The angular momentum of cold dark matter haloes with and without baryons (2010)
  • 著者名/発表者名: Bett, P., Eke, V., Frenk, C. S., Jenkins, A., Okamoto, T.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 404 ページ: 1137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmological Radiative Transfer Comparison Project II : The Radiation-Hydrodynamic Tests (2009)
  • 著者名/発表者名: Iliev, I., Susa, H., Umemura, M., 他11名
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 400 ページ: 1283-1316
  • 査読あり
• [雑誌論文] The escape of ionizing photons from supernova-dominated primordial galaxies (2009)
  • 著者名/発表者名: Yajima, H., Umemura, M., Mori, M., Nakamoto, T.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 398 ページ: 715-721
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation Criteria and the Mass of Secondary Population III Stars (2009)
  • 著者名/発表者名: Susa, H., Umemura, M., Hasegawa, K.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 702 ページ: 480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiative regulation of Population III star formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Umemura, M., Susa, H.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 395 ページ: 1280-1286
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of globular clusters induced by external ultraviolet radiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Umemura, M., Kitayama, T.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 397 ページ: 1338-1347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global Radiation-Magnetohydrodynamic Simulations of Black-Hole Accretion Flow and Outflow: Unified Model of Three States (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohsuga, K., Mineshige, S., Mori, M., Kato, Y.
  • 雑誌名: PASJ 巻: 61 ページ: L7-L11
  • 査読あり
• [雑誌論文] The origin of failed subhaloes and the common mass scale of the Milky Way satellite galaxies (2009)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Frenk, C.S.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 399 ページ: L174-L178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward First-Principle Simulations of Galaxy Formation : II. Shock-Induced Starburst at a Collision Interface during the First Encounter of Interacting Galaxies (2009)
  • 著者名/発表者名: Saitoh, T. R., Daisaka, H., Kokubo, E., Makino, J., Okamoto, T., Tomisaka, K., Wada, K., Yoshida, N.
  • 雑誌名: PASJ 巻: 61 ページ: 481-486
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computational Astrophysics with a Hybrid Simulator FIRST (2009)
  • 著者名/発表者名: Umemura, M.
  • 雑誌名: Association of Asia Pacific Physical Societies, Research Activities on Astronomy and Astrophysics in Japan 巻: 19 ページ: 36-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] The impact of a supernova explosion in a very massive binary (2008)
  • 著者名/発表者名: Sato, J., Umemura, M.
  • 雑誌名: MNRAS 巻: 387 ページ: 1517-1524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Equilibrium Ionization State and Two-Temperature Structure in the Linked Region of Abell 399 and Abell 401 (2008)
  • 著者名/発表者名: Akahori, T., Yoshikawa, K.
  • 雑誌名: PASJ 巻: 60 ページ: L19-L22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulated star formation in forming disk galaxies exposed to the ultraviolet radiation background (2008)
  • 著者名/発表者名: Susa, H.
  • 雑誌名: ApJ 巻: 684 ページ: 226-235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of Lyman-α Emitters, Lyman-break Galaxies and Elliptical Galaxies (2008)
  • 著者名/発表者名: Mori, M., Umemura, M.
  • 雑誌名: Astronomical Society of the Pacific Conference Series 巻: 399 ページ: 288
• [雑誌論文] Large Scale Structure of Lyman-Alpha Absorbers in the SSA22 Region at z=3.1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y., Hayashino, T., Yamada, T., Matsuda, Y., Yamauchi, R., Kousai, K., Morimoto, N., Umemura, M.
  • 雑誌名: Astronomical Society of the Pacific Conference Series 巻: 399 ページ: 135
• [雑誌論文] Novel Picture for Lyman-Alpha Emitters (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, I., Umemura, M.
  • 雑誌名: Astronomical Society of the Pacific Conference Series 巻: 399 ページ: 129
• [雑誌論文] Escape Fraction of Ionizing Photons from High-z Proto-Galaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: Yajima, H., Umemura, M., Mori, M., Nakamoto, T.
  • 雑誌名: Astronomical Society of the Pacific Conference Series 巻: 399 ページ: 70
• [雑誌論文] Radiative Transfer SPH Simulations of UV Feedback on Pop III Star Formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Sato, D., Umemura, M., Susa, H., Suwa, T.
  • 雑誌名: First Stars III 巻: 990 ページ: 393-394
• [雑誌論文] High Resolution P3M-GRAPE-SPH Simulations of PopIII Star Formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Suwa, T., Umemura, M., Sato, D., Susa, H.
  • 雑誌名: First Stars III 巻: 990 ページ: 390-392
• [雑誌論文] FIRST Project : Formation and Feedback of the First Stars (2008)
  • 著者名/発表者名: Umemura, M., Susa, H., Suwa, T., Sato, D.
  • 雑誌名: First Stars III 巻: 990 ページ: 386-389
• [雑誌論文] Beyond the Unified Theory : Evolution of Active Galactic Nuclei Driven by Starburst Events (2008)
  • 著者名/発表者名: Watabe, Y., Umemura, M.
  • 雑誌名: Mapping the Galaxy and Nearby Galaxies ページ: 384
• [雑誌論文] Coevolution and Downsizing of Supermassive Black Holes and Galactic Bulges (2008)
  • 著者名/発表者名: Umemura, M.
  • 雑誌名: Mapping the Galaxy and Nearby Galaxies ページ: 283-289
• [学会発表] ダークマター宇宙における超巨大ブラックホールの階層的成長過程 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅村雅之
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
  • 発表場所: 埼玉大学, さいたま市
  • 年月日: 2013-03-23
• [図書] 宇宙流体力学の基礎, シリーズ<宇宙物理学の基礎>1 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福江純,和田桂一,梅村雅之
  • 総ページ数: 357
  • 出版者: 日本評論社
• [図書] 岩波講座 計算科学 第2巻 計算と宇宙 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇川彰,青木慎也,初田哲男,柴田大,梅村雅之,西村淳
  • 総ページ数: 250 ページ(161 ページ-203 ページ)
  • 出版者: 岩波書店
• [備考]
  • URL: http://www.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/PoM/pom.html