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2016 年度 実績報告書

第3次革命を迎えた宇宙論的銀河形成流体シミュレーション:原始銀河形成と宇宙再電離

研究課題

研究課題/領域番号 26247022
研究機関大阪大学

研究代表者

長峯 健太郎  大阪大学, 理学研究科, 教授 (50714086)

研究期間 (年度) 2014-06-27 – 2018-03-31
キーワード理論天文学 / 銀河形成 / 星形成 / 数値計算
研究実績の概要

H28年度は、前年度に開発した大質量星によるstellar feedbackと超新星爆発(SN)feedbackのモデルを用いて、孤立系銀河及び宇宙論的シミュレーションを実行した。孤立系銀河においては、stellar feedbackによる効果はあまり強くはないが、メタル分布に違いが出て、SN feedbackにより主に星形成が阻害されることがわかった。また、同時にダストの生成・破壊を含む2成分ダストモデル(Hirashita 2015)を実装し、ダストとメタルを空間・時間的にシミュレーションすることに成功した。これらの結果は、Aoyama et al. (2017)として論文発表した。また、孤立系銀河と宇宙論的シミュレーションの双方について、フィードバックモデルの影響についたまとめた論文の投稿準備もしている(Shimizu et al. 2017, in preparation)。さらに宇宙論的なズームシミュレーションも実行し、各種のSN feedbackが初代銀河形成に及ぼす影響について詳細に調べた(Yajima et al. 2017, submitted)。その結果、フィードバックが強いモデルにおいては、ガスが吹き飛ばされて円盤が破壊され、よりchaoticなガス分布の初代銀河が形成されることがわかった。SN feedbackによって星形成がz>10においては断続的になり、その後はスムーズに成長することも発見した。ダークマター(DM)ハローの中心部でスターバーストが起きると、そのポテンシャルが撹乱され、DMプロファイルのカスプが一時的に消え、またしばらくするとガスのinfallによって回復することも発見した。これはCDMモデルの問題の一つとして考えらているカスプについて重要な示唆を与える結果である。我々のズームシミュレーションで成長した銀河は、z=7-8で観測されているLy-alpha emitterの星形成率や星質量をよく再現している。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Academia Sinica (ASIAA)(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      Academia Sinica (ASIAA)
  • [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Edinburgh
  • [国際共同研究] Instituto de Astrofisica de Canarias(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Instituto de Astrofisica de Canarias
  • [国際共同研究] Pennsylvania State University/University of Kentucky/University of Texas Austin(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Pennsylvania State University/University of Kentucky/University of Texas Austin
    • 他の機関数
      12
  • [雑誌論文] Evolution of dust extinction curves in galaxy simulation2017

    • 著者名/発表者名
      Hou, K.-C., Hirashita, H., Nagamine, K., Aoyama, S., Shimizu, I.
    • 雑誌名

      MNRAS

      巻: ー ページ: ー

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Galaxy Simulation with Dust Formation and Destruction2017

    • 著者名/発表者名
      Aoyama, S., Hou, K.-C., Shimizu, I., Hirashita, H., Todoroki, K., Choi, J.-H., Nagamine, K.,
    • 雑誌名

      MNRAS

      巻: 466 ページ: 105-121

    • DOI

      10.1093/mnras/stw3061

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evolution of binary seeds in collapsing protostellar gas clouds2017

    • 著者名/発表者名
      Satsuka, T., Tsuribe, T., Tanaka, S., Nagamine, K.,
    • 雑誌名

      MNRAS

      巻: 465 ページ: 986-996

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2709

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The AGORA High-Resolution Galaxy Simulations Comparison Project. II: Isolated Disk Test2016

    • 著者名/発表者名
      Kim, J.-H., et al.
    • 雑誌名

      ApJS

      巻: 833 ページ: 202

    • DOI

      10.3847/1538-4357/833/2/202

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct Collapse to Supermassive Black Hole Seeds: Comparing the AMR and SPH Approaches2016

    • 著者名/発表者名
      Luo, Y., Nagamine, K., Shlosman, I.
    • 雑誌名

      MNRAS

      巻: 459 ページ: 3217-3233

    • DOI

      2016MNRAS.459.3217L

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Galaxy Simulations with Dust Formation and Destruction2016

    • 著者名/発表者名
      Aoyama, et al.
    • 学会等名
      第29回 理論懇シンポジウム 「重力が織りなす宇宙の諸階層」
    • 発表場所
      東北大
    • 年月日
      2016-12-20 – 2016-12-22
  • [学会発表] Direct Collapse to Supermassive Black Hole Seeds: Comparing the AMR and SPH Approaches2016

    • 著者名/発表者名
      Luo, Y., Nagamine, K., Shlosman, I.
    • 学会等名
      第29回 理論懇シンポジウム 「重力が織りなす宇宙の諸階層」
    • 発表場所
      東北大
    • 年月日
      2016-12-20 – 2016-12-22
  • [学会発表] Evolution of binary seeds in collapsing protostellar gas clouds2016

    • 著者名/発表者名
      Satsuka, T., Tsuribe, T., Tanaka, S., Nagamine, K.,
    • 学会等名
      第29回 理論懇シンポジウム 「重力が織りなす宇宙の諸階層」
    • 発表場所
      東北大
    • 年月日
      2016-12-20 – 2016-12-22
  • [学会発表] Globular Cluster Formation via Thermal Instability in First Galaxies2016

    • 著者名/発表者名
      Arata, S., Yajima, H., Nagamine, K.,
    • 学会等名
      第29回 理論懇シンポジウム 「重力が織りなす宇宙の諸階層」
    • 発表場所
      東北大
    • 年月日
      2016-12-20 – 2016-12-22
  • [学会発表] High-z Galaxy Formation, Feedback, & Dust2016

    • 著者名/発表者名
      Nagamine, K, Yajima, H.
    • 学会等名
      Panoramas of the Evolving Cosmos, The 6th Subaru International Conference
    • 発表場所
      広島平和記念公園
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmic Gas, Galaxy Formation, Feedback, and Cosmological Hydrodynamic Simulations2016

    • 著者名/発表者名
      Nagamine, K.
    • 学会等名
      IGM Tomography Workshop 2016
    • 発表場所
      IPMU, 東京大学
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-08-29
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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