宇宙論的輻射シミュレーションで解明する宇宙再電離期の銀河形成史

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24740114
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 長谷川 賢二 筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (20536627)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 理論天文学 / 宇宙物理 / 輻射流体力学 / 宇宙再電離 / 銀河形成

研究概要

宇宙論的輻射流体コードを開発し、これを用いて宇宙初期の銀河形成史とそれに伴う宇宙再電離過程を矛盾なく計算した。
これにより、輻射性フィードバックが星形成率、電離光子脱出確率、銀河間物質の非一様性に重大な影響を与える事がわかった。これらの輻射流体力学的効果をモデル化し、ポストプロセスの輻射輸送計算による宇宙再電離シミュレーションに組み込む為のレシピの作成にも着手した。
シミュレーションで得られた銀河のUV光度関数は、赤方偏移z>6で観測される光度関数と概ね一致し、再電離に主に寄与するのは、未だ観測されていない暗い銀河である事も示した。

研究成果

• [雑誌論文] The impacts of ultraviolet radiation feedback on galaxies during the epoch of reionization (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K.,Semelin, B.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: Volume 428, Issue 1 ページ: 154-166
  • DOI: 10.1093/mnras/sts021
  • 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: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: Volume 2012, Issue 1 ページ: id.01A306
  • DOI: 10.1093/ptep/pts018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impacts of Ultraviolet Radiation Feedback on the Cosmic Reionization History (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Semelin, B.
  • 雑誌名: FIRST STARS IV -from Hayashi to the Future-, AIP Conference Proceedings 巻: Volume 1480 ページ: 267-270
  • DOI: 10.1063/1.4754365
• [学会発表] 再電離シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二
  • 学会等名: 研究会「銀河進化と遠方宇宙」
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、東京都
  • 年月日: 20140324-25
• [学会発表] 宇宙初期の銀河形成と宇宙再電離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二
  • 学会等名: HPCI戦略プログラム分野5「物質と宇宙の起源と構造」全体シンポジウム
  • 発表場所: 富士ソフトプラザ、東京都
  • 年月日: 20140303-04
• [学会発表] 宇宙論的輻射流体計算で解明する再電離期の宇宙進化史 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二
  • 学会等名: CfCAユーザーズミーティング
  • 発表場所: 国立天文台三鷹キャンパス,東京都
  • 年月日: 20140128-29
• [学会発表] 近年の宇宙再電離に関する理論・観測研究の進展と今後の課題 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会
  • 発表場所: 鹿児島大学、鹿児島県
  • 年月日: 20140122-24
• [学会発表] 宇宙再電離過程における輻射性フィードバックの重要性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二
  • 学会等名: 第26回理論懇シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学柏キャパス、千葉県
  • 年月日: 20131225-27
• [学会発表] 紫外線フィードバックが再電離期の銀河や銀河間物質に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二
  • 学会等名: 天文学会秋季年会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県
  • 年月日: 20130910-12
• [学会発表] Radiation hydrodynamics simulations on the formation of galaxies during the epoch of reionization (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa,K.
  • 学会等名: Reionization in the Red Center : New windows on the high redshift Universe
  • 発表場所: Yulara, Australia
  • 年月日: 20130715-19
• [学会発表] The roles of radiative feedback on galaxies and IGM during the epoch of reionization (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa,K.
  • 学会等名: Photo-Evaporation in Astrophysical Systems
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 20130603-28
• [学会発表] The improvement of a Radiation hydrodynamics code START (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa,K.
  • 学会等名: 3^<rd> AICS international Symposium
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20130228-0301
• [学会発表] 大規模並列化へ向けた輻射輸送コードSTARTの改良 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川賢二
  • 学会等名: 第25回理論懇シンポジウム
  • 発表場所: エポカルつくば、茨城県
  • 年月日: 20121222-24
• [学会発表] The improvement of START (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa,K.,Okamoto,T.
  • 学会等名: Cosmological Radiative Transfer Comparison Project Workshop IV
  • 発表場所: Austin, USA
  • 年月日: 20121212-14
• [学会発表] Impacts of Ultraviolet Radiation Feedback on the Cosmic Reionization History (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Semelin, B.
  • 学会等名: FIRST STARS IV–from Hayashi to the Future-
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120521-25
• [学会発表] Impacts of Ultraviolet Radiation Feedback on the Cosmic Reionization History (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Semelin, B., Umemura, M.
  • 学会等名: The Epoch of Reionization : Theory - Simulations - Observations
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 20120423-27