全宇宙年齢的銀河形成進化と重元素・ダスト形成史の徹底解明

彻底阐明宇宙年龄中星系形成的演化以及重元素和尘埃形成的历史

• 批准号: 11J05514
• 负责人: 浅野 良輔
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J05514/
• 关键词: 銀河進化; 化学進化; ダスト進化; 星形成

本研究は、銀河中に存在する固体微粒子(以降ダスト)の種類や存在量、サイズ分布の進化によって、銀河進化にどのような影響を与えるかについて第一原理からモデル化し、銀河進化を解明することを目的としている。本年度は、昨年度末に完成した全宇宙年齢的銀河のダストサイズ分布進化モデルを基に、銀河の減光曲線進化モデルを完成させた。減光曲線とは、ダストによる減光量の波長依存性を示したものであり、観測量を補正するために必須な物理量である。前年度までの結果を拡張するにあたり、各ダスト種の物性を考慮した。これはダスト粒子の種類によって減光量が異なるためである。その結果、銀河形成初期には、平坦な減光曲線であるが、その後、ダスト同士の衝突による破砕プロセス(シャッタリング)により小さいダストが増加し、極めて急な曲線になる。また、この際に2175Åバンプと呼ばれる部分が非常に大きくなることも分かった。その後、ダスト同士の衝突による合体プロセス(コアギュレーション)によって小さいダストが減少することによって、減光曲線が平坦になっていく。また、今回の進化モデルを用いて、銀河系の減光曲線の再現を試みた。その結果、再現にはコアギュレーションが現在考えられているものよりも強く効く必要があることが分かった。なお、先行研究において、分子雲などの冷たく密度の高い領城では、このような強いコアギュレーションが起こる可能性が観測的に示唆されている。本ダストモデルの論文はすでにMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyに受理されている。また、遠方に存在する赤外線で極めて明るいクェーサー母銀河は平坦な曲線であることが示唆されており、我々のモデルはこれを強く示唆している。現在、高赤方偏移銀河に特化した減光曲線進化を研究しており、この研究内容は初期の銀河進化の解明に大きく影響を与えると考えられる。さらに、Herschelを用いて赤方偏移1以上の銀河の減光曲線を導出する研究が動いており、私の今年度の結果は非常にタイムリーな議論を提供できる結果となっている。

这项研究的目的是从第一原理中模拟了星系中存在的固体颗粒类型的演化，丰度和大小分布如何影响银河的演化，并阐明银河系的演变。今年，我们基于去年年底完成的全州年龄星系的灰尘尺寸分布的演化模型完成了星系的变暗曲线演变模型。调光曲线表示由灰尘引起的调光量的波长依赖性，这对于纠正观察量必不可少。将结果扩展到上一年时，考虑到每种类型的灰尘的物理特性。这是因为光量变暗的量取决于灰尘颗粒的类型。结果，在星系形成的早期阶段，降低曲线是平坦的，但是由于灰尘碰撞引起的压碎过程（封闭），小灰尘增加，导致极度陡峭的曲线。还发现，此时，称为2175Å凹凸的部分变得非常大。此后，随着由于灰尘碰撞引起的合并过程（凝结）而减少了小灰尘，光变暗曲线变得平坦。我们还尝试使用此进化模型来重现银河系的调光曲线。结果表明，凝血需要比当前考虑的繁殖更有效。此外，先前的研究表明，这种强烈的凝结可能发生在寒冷的茂密领土城堡（例如分子云）中。这种尘埃模型的论文已经被皇家天文学会的月度通知所接受。还有人建议，是非常明亮的红外射线的类星体母亲星系是平坦的，我们的模型强烈暗示了这一点。目前，我们正在研究调光曲线演化，专门用于高红移星系，这项研究被认为对阐明早期星系进化的阐明有重大影响。此外，研究一直在努力从使用Herschel的红移1或更高的星系中得出变暗的曲线，而我今年的结果提供了非常及时的讨论。

项目成果

How do the extinction curves in galaxies evolve?

星系的消光曲线是如何演化的？

• 发表时间: 2013
• 作者: Kawafune K;Hongoh Y;Hamaji T;Nozaki H;浅野 良輔;浅野 良輔
• 通讯作者: 浅野 良輔

Evolution of grain size distribution of galaxies

星系粒度分布的演化

• 发表时间: 2012
• 作者: Asano;R. S.
• 通讯作者: R. S.

銀河の減光曲線進化モデルの構築

星系消光曲线演化模型的构建

• 发表时间: 2013
• 作者: 茂木祐子;浜地貴志;森稔幸;壁谷如洋;宮城島進也;野崎久義;浅野 良輔
• 通讯作者: 浅野 良輔

Evolution of extinction curves in galaxies

• DOI: 10.1093/mnras/stu208
• 发表时间: 2014-01
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: R. Asano;T. Takeuchi;H. Hirashita;T. Nozawa

Dust formation history of galaxies : The crucial role of metallicity for the grain growth

星系尘埃形成历史：金属丰度对晶粒生长的关键作用

• 发表时间: 2011
• 作者: Kawafune K;Hongoh Y;Hamaji T;Nozaki H;浅野 良輔;浅野 良輔;浅野良輔;浅野良輔;浅野良輔;浅野良輔;浅野良輔
• 通讯作者: 浅野良輔