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2019 年度 実績報告書

銀河系ハビタブルゾーン: 化学進化からのアプローチ

公募研究

研究領域新しい星形成論によるパラダイムシフト:銀河系におけるハビタブル惑星系の開拓史解明
研究課題/領域番号 19H05076
研究機関名古屋大学

研究代表者

竹内 努  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90436072)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード銀河形成 / 銀河進化 / ダスト形成 / ダスト進化 / 惑星系形成 / 銀河生存可能領域
研究実績の概要

本研究では、我々の最新のダスト進化モデルを銀河系円盤に適用し、銀河系円盤のハビタブルゾーンの評価を精密化することを目指す。このため、銀河系円盤の化学進化を(1)解析的な半径依存性を考慮した化学進化モデル、(2)銀河円盤形成シミュレーションという2通りの方針で扱い、ダスト進化理論を組み込む。これらを通じて、より強固な理論的基礎に基づく惑星形成確率の空間分布、その延長としての銀河系ハビタブルゾーンについての予言を与えることが目的である。浅野-竹内モデルではダストの形成・成長・破壊過程を整合的に解くことでサイズ分布を与えられる。よって、空間分布を考慮したモデル・シミュレーションと組み合わせれば星間ダストのサイズ分布(典型的に~ 0.1 μm)を銀河系の位置の関数として計算することができる。さらに銀河の星形成と輻射場を整合的に与えることで、銀河系ハビタブルゾーンのより厳密なマップを計算する。
2019年度は銀河系進化の基礎となる(1)の化学進化モデルの拡張に成功し、物質降着まで考慮したダストのサイズ分布理論を構築することができた。これについて学会、研究会で関連する結果を多数発表し、査読論文1編を投稿済みである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では、我々の最新のダスト進化モデルを銀河系円盤に適用し、銀河系円盤のハビタブルゾーンの評価を精密化することを目指す。このため、銀河系円盤の化学進化を(1)解析的な半径依存性を考慮した化学進化モデル、(2)銀河円盤形成シミュレーションという2通りの方針で扱い、ダスト進化理論を組み込む。これらを通じて、より強固な理論的基礎に基づく惑星形成確率の空間分布、その延長としての銀河系ハビタブルゾーンについての予言を与えることが目的である。2019年度は銀河系進化の基礎となる(1)の化学進化モデルの拡張に成功し、物質降着まで考慮したダストのサイズ分布理論を構築することができた。このモデルについては学会等での発表も多数行い、好評を得ている。また査読論文1編も投稿済みであり、1年目として納得できる結果であるといえる。

今後の研究の推進方策

今後は解析的モデルから惑星系形成確率および銀河の輻射場環境を計算し、銀河生存可能領域の計算を行う。また数値シミュレーションへの実装を行うことを目標とする。昨今の状況から時間のかかるシミュレーションの部分は優先順位を下げ、解析的研究によって生存可能領域マップを構築することを第1目標として研究を遂行する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Laboratoire d'Astrophysique de Marseille(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
  • [国際共同研究] Narodowe Centrum Badan Jadrowych/Obs. Astron. Uniw. Jagiellonskiego(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Narodowe Centrum Badan Jadrowych/Obs. Astron. Uniw. Jagiellonskiego
  • [国際共同研究] The University of Western Australia/ICRAR(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      The University of Western Australia/ICRAR
  • [雑誌論文] 空間分解した星形成則から探る銀河の進化2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努、依田 萌、COMINGチーム
    • 雑誌名

      天文月報

      巻: 113 ページ: 429-439

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Importance of Dust in the Evolution of Galaxies: Prospect for SPICA2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
  • [学会発表] Statistical Quantification and Parametrization of Galaxies with SPICA2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 努
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
  • [学会発表] ディスクとバルジの2成分を考慮した化学進化モデルから推測されるダストのサイズ分布および減光曲線2020

    • 著者名/発表者名
      長崎 早也香, 竹内 努, 浅野 良輔
    • 学会等名
      2020年度日本天文学会春季年会
  • [学会発表] Construction of a New Galaxy Spectral Energy Distribution Model with Cosmic Dust Evolution2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida, K. Y., & Takeuchi, T. T.
    • 学会等名
      16th AOGS Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Dust Evolution Model in Galaxies with a Gas Infall2019

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, S. K., Takeuchi, T. T., & Nishida, K. Y.
    • 学会等名
      16th AOGS Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Far-infrared metal and dust emission in a galaxy at redshift ~ 82019

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, T. T.
    • 学会等名
      12th Meeting on Cosmic Dust
    • 国際学会
  • [学会発表] A new dust evolution model in galaxies with gas infall2019

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, S. K., Takeuchi, T. T., & Asano, R. S.
    • 学会等名
      12th Meeting on Cosmic Dust
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a new galaxy spectral energy distribution model consistent with the evolution of dust2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida, K. Y., & Takeuchi, T. T.
    • 学会等名
      12th Meeting on Cosmic Dust
    • 国際学会
  • [学会発表] Gas infall が遠方銀河のダストの化学進化に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      長崎 早也香, 竹内 努, 浅野 良輔
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2019
  • [学会発表] Evolution of Dust in Galaxies2019

    • 著者名/発表者名
      竹内 努
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2019
  • [学会発表] ガスの流入を考慮した銀河内ダストの化学進化2019

    • 著者名/発表者名
      長崎 早也香, 竹内 努, 浅野 良輔
    • 学会等名
      2019年度日本天文学会秋季年会

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公開日: 2021-01-27  

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