扁長ハロー中の銀河円盤に励起されるウォープの維持に関する研究

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昨年度に開発した、銀河円盤とそれを取り囲むダークマターハローからなる円盤銀河をいずれの成分も自己重力系として扱うシミュレーションコードをさらに最適化することによって高速化を実現した。開発したシミュレーションコード（SCF-FDPSコード）は、銀河円盤の自己重力を計算するツリーコードとハローの自己重力とハローと銀河円盤との重力相互作用を計算するSCFコードから構成されるが、そのいずれもSIMD化によって高速化した。ツリーコードには並列化に対して極限まで最適化されたFDPSと呼ばれる数値計算ライブラリを使用した。その結果、円盤とハローからなる円盤銀河モデルに対して、開発したSCF-FDPSコードで計算した場合には、少なくともFDPSを実装したツリーコードで計算するよりも3倍以上高速化することができた。さらに、ハローの粒子数と円盤の粒子数の比が大きくなると、ツリーコードに比べてSCF-FDPSコードが最大10倍程度高速に計算できるようになった。現状では、ハローと円盤からなる円盤銀河に対して、ほぼ極限的に高速化されたシミュレーションコードとなっている。この研究成果は国内学会や国際研究会で発表するとともに、論文にまとめて国際的専門雑誌に投稿して出版された。このSCF-FDPSコードによって、円盤の外縁部の一端がその赤道面に対して垂直に上方に折れ曲がり他端が下方に折れ曲がるウォープと呼ばれる構造を大量粒子による詳細なシミュレーションでその維持メカニズムを調べる準備が整った。一方、本研究では、ラグビーボールのような形状である扁長なハロー中でその赤道面に対して傾いた円盤が形成するウォープ構造について調べることが目的となっているが、そのための円盤銀河モデルも作成できることを確認した。