| 研究実績の概要 |
宇宙の星形成史は宇宙開闢以来の重元素合成史の解明に本質的に重要である. 本研究ではこれまで星, ダスト放射のみを扱っていた銀河のスペクトル進化モデルを, 星間ガスの多相モデル及び力学を導入することで, 全体がガスの状態の原始銀河から大半が星に転化した現在の銀河まで, あらゆる銀河年齢に対応するモデルに拡張する. また本研究期間中に得られるHerschel等の観測データを用いてモデルを徹底検証・改良することで, 宇宙暗黒時代から現在まで適用可能な銀河のSEDモデルを構築する. これを用い, 来るべきz > 6－10 (宇宙年齢10億年以下)の観測計画(JWST, ALMA, SKA等)への予言を行うことが目的である.
H27年度は、本課題における懸案であった銀河内のダスト分布の非一様性を取り入れ、かつダスト粒子による光子の吸収・散乱、熱的再放射を取り扱う輻射の新理論を構築することについに成功した。このような試みはケーススタディとして行われているものの、1回の計算に非常に時間かかり、宇宙論的数値計算に適用できるような形式にはなっていない。本課題ではこの問題を、メガグレインモデル(ダストを含むガス雲を一つの巨大な粒子として扱う輻射輸送のための近似法)を拡張することで解決した。これまで実現困難であった理由は、そのような巨大な粒子は大きな熱容量を持ち、実際には微細な粒子であるダストの確率的加熱現象を扱うことができないことであった。我々はこれを解決する処方を確立し、メガグレインモデルによる吸収散乱＋熱的再放射を同時に扱うモデルを構築した。これで本課題の目指す目標は達成したといえる。
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