大規模数値シミュレーションを用いた局所銀河群形成過程の解明

本研究は、アンドロメダ銀河(M31)のハロー領域に発見された、衛星銀河の衝突の痕跡の形成過程を詳細に調べることで、局所銀河群の形成・進化に迫ることを目的としている。M31はその近さから、詳細な観測が行われ、理論と観測を密接に組み合わせて銀河の形成・進化を調べることのできる恰好の実験場である。28年度には(a)アンドロメダストリームと(b)M31北西ストリームに着目した。(a)観測された痕跡と衝突した矮小銀河の内部構造との関係を詳細に調査した。前年度の2000モデルを超える大規模なパラメータサーチによって得られた、観測される構造をよく再現するパラメータセットを使用し、先行研究での最大粒子数よりも30倍程度大きな約1700万粒子を用いた銀河衝突シミュレーションを行った。この高分解能計算により、構造内の金属量勾配を説明・新たな貝殻状の星分布を予言・生き残った衛星銀河の中心部コアを位相空間上で確認可能であると示唆した。これらの成果をまとめた論文が査読付き学術論文誌に掲載された。(b)M31北西ストリームは、当年度に新たに形成過程を調査した細長い構造である。そのような細長いストリームは、宇宙の標準的な構造形成モデルにおいて観測との矛盾が指摘されている、ミッシングサテライト問題の検証の道具となることが期待されている。道具として用いるには予め形成過程の理解しておく必要がある。本研究は構造に沿って分布する複数の球状星団の視線速度の観測結果を用いる新たな手法で、progenitorの軌道及び物理量を制限した。観測されたストリームの全光度に対して、M31の重力場により衝突銀河から剥ぎ取られる質量の割合と比較することで、衝突銀河の半径を質量の関数で制限した。制限された軌道と矮小銀河の物理量を用いて、銀河衝突シミュレーションを行い、構造の再現にも成功した。本成果は、査読付き学術雑誌にて発表した。

本研究は、アンドロメダ銀河(M31)のハロー領域に発見された、衛星銀河の衝突の痕跡の形成過程を詳細に調べることで、局所銀河群の形成・進化に迫ることを目的としている。M31はその近さから、詳細な観測が行われ、理論と観測を密接に組み合わせて銀河の形成・進化を調べることのできる恰好の実験場である。28年度には(a)アンドロメダストリームと(b)M31北西ストリームに着目した。(a)観測された痕跡と衝突した矮小銀河の内部構造との関係を詳細に調査した。前年度の2000モデルを超える大規模なパラメータサーチによって得られた、観測される構造をよく再現するパラメータセットを使用し、先行研究での最大粒子数よりも30倍程度大きな約1700万粒子を用いた銀河衝突シミュレーションを行った。この高分解能計算により、構造内の金属量勾配を説明・新たな貝殻状の星分布を予言・生き残った衛星銀河の中心部コアを位相空間上で確認可能であると示唆した。これらの成果をまとめた論文が査読付き学術論文誌に掲載された。(b)M31北西ストリームは、当年度に新たに形成過程を調査した細長い構造である。そのような細長いストリームは、宇宙の標準的な構造形成モデルにおいて観測との矛盾が指摘されている、ミッシングサテライト問題の検証の道具となることが期待されている。道具として用いるには予め形成過程の理解しておく必要がある。本研究は構造に沿って分布する複数の球状星団の視線速度の観測結果を用いる新たな手法で、progenitorの軌道及び物理量を制限した。観測されたストリームの全光度に対して、M31の重力場により衝突銀河から剥ぎ取られる質量の割合と比較することで、衝突銀河の半径を質量の関数で制限した。制限された軌道と矮小銀河の物理量を用いて、銀河衝突シミュレーションを行い、構造の再現にも成功した。本成果は、査読付き学術雑誌にて発表した。