First stars nucleosyntheis and early galaxy formation explored by searches for bright metal-poor stars

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(1)明るい金属欠乏星の探査・観測にむけた準備として、東京大学木曽観測所シュミット望遠鏡の広視野CMOSカメラに金属欠乏星検出に感度のある狭帯域フィルタを導入するためのホルダを製作した。カメラの視野の4分の１をカバーする枚数のフィルタを製作し、試験観測を実施した(繰越により2022年度に実施)。(2)(2)中国の分光探査望遠鏡LAMOSTで検出された候補天体に対してすばる望遠鏡を用いて取得された高分散分光データの解析を進め、約400天体の化学組成を決定し、結果をとりまとめた（2022年度に論文として出版）。これらの成果を取り込むため公開用データベースと分離したプロジェクト専用データベースの作成を検討するとともに、データ登録の効率化のためシステムを見直し、スクリプト群の整備を行った。(3)分光サーベイで得られた銀河系ハロー星の元素組成を様々な超新星モデルと比較し、Ia型超新星の寄与割合を明らかにした。また、太陽質量の1万倍以上の質量をもつ初代星が一般相対論的不安定性によって超新星爆発を起こした場合、1年を超えるプラトー期を持ち、近赤外宇宙望遠鏡によってz=15まで観測可能であることを明らかにした。特異な超新星（超高輝度超新星、極超新星、電子対不安定型超新星など）の特性や元素合成を調べ、これらが初代星の超新星爆発かどうかを探る研究を進めた。(4)初代星からの放出物質の影響を理解するため、個々の星を分解できる銀河形成シミュレーションで用いる星形成モデルの開発を行った。新たに形成した星粒子に確率的に星質量を割り振って星団形成シミュレーションを行い、仮定した初期質量関数との整合性を確認した。誕生した金属欠乏星が銀河系に取り込まれて現在に至るまでを理解するため、宇宙論的な初期条件から行った構造形成シミュレーションにより、銀河系に近いハロー質量、合体史が実現される初期条件を探索した。