Chemodynamical evolution of galaxies explored by galaxy formation simulations and Subaru PFS

ユーロピウム、金、プラチナなどのrプロセスと呼ばれる元素合成過程で合成される元素を多く持つ星（r-II星）は、天の川銀河の衛星銀河合体史、重元素合成史の情報を保存している。近年の観測により、r-II星には、似た動力学的性質を持つ集団があることが明らかになった。これらは、天の川銀河に過去に降着した衛星銀河の痕跡の可能性がある。しかし、r-II星が天の川銀河形成史の中でどのように形成されたのかは明らかになっていなかった。本研究では、r-II星の形成環境を明らかにすることを目的とする。本年度は、ガス質量分解能1万太陽質量、スナップショット間隔1000万年の天の川銀河形成シミュレーションを実施した。このシミュレーションで得られたデータを解析すると、金属量が太陽の300分の１以下で、ユーロピウムと鉄の比が太陽の5倍以上の星（r-II星）の9割以上が、宇宙誕生から40億年以内に天の川銀河に降着した矮小銀河で形成されたことが明らかになった。一方、金属量の高いr-II星の多くは、天の川銀河本体の局所的にrプロセス元素に富んだガス塊から形成された。低金属量のr-II星の運動を調べると、天の川銀河ハロー星と似た速度分布を示した。さらに、同じ矮小銀河で形成されたr-II星の元素組成を調べると、金属量の分散は小さかったものの、ユーロピウムと鉄の比にはばらつきがあった。これらの結果は、これまでに観測で報告された結果と一致した。本研究により、r-II星は、宇宙初期の天の川銀河への矮小銀河降着史を理解するための手掛かりとなるうることが示された。

ユーロピウム、金、プラチナなどのrプロセスと呼ばれる元素合成過程で合成される元素を多く持つ星（r-II星）は、天の川銀河の衛星銀河合体史、重元素合成史の情報を保存している。近年の観測により、r-II星には、似た動力学的性質を持つ集団があることが明らかになった。これらは、天の川銀河に過去に降着した衛星銀河の痕跡の可能性がある。しかし、r-II星が天の川銀河形成史の中でどのように形成されたのかは明らかになっていなかった。本研究では、r-II星の形成環境を明らかにすることを目的とする。本年度は、ガス質量分解能1万太陽質量、スナップショット間隔1000万年の天の川銀河形成シミュレーションを実施した。このシミュレーションで得られたデータを解析すると、金属量が太陽の300分の１以下で、ユーロピウムと鉄の比が太陽の5倍以上の星（r-II星）の9割以上が、宇宙誕生から40億年以内に天の川銀河に降着した矮小銀河で形成されたことが明らかになった。一方、金属量の高いr-II星の多くは、天の川銀河本体の局所的にrプロセス元素に富んだガス塊から形成された。低金属量のr-II星の運動を調べると、天の川銀河ハロー星と似た速度分布を示した。さらに、同じ矮小銀河で形成されたr-II星の元素組成を調べると、金属量の分散は小さかったものの、ユーロピウムと鉄の比にはばらつきがあった。これらの結果は、これまでに観測で報告された結果と一致した。本研究により、r-II星は、宇宙初期の天の川銀河への矮小銀河降着史を理解するための手掛かりとなるうることが示された。