超大規模シミュレーションで探る銀河の形成・進化

使用超大规模模拟探索星系的形成和演化

基本信息

批准号：
09J10376
负责人：
石山智明
金额：
$ 0.9万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan (2010)The University of Tokyo (2009)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度から引き続き、宇宙で最小のダークマターマイクロハローの構造や、ダークマター対消滅による銀河系内ガンマ線シグナルへの寄与を調べた。今回は新たにマイクロハローの形成時刻の分布を、プレスシェヒター理論を用いて見積もることで、銀河系内のガンマ線光度をより正しく評価した。結果、太陽近傍のマイクロハローは、中心部の視角がFermiの分解能と同程度であるため、大きな固有運動を持った明るい点状のガンマ線源として観測される可能性があることがわかった。この結果を前年度の結果とあわせて、アストロフィジカルジャーナル誌にて発表した。また日本やオランダの研究者を中心とした、"Cosmogrid Project"を推進した。まずはじめにグリッド化された宇宙論的N体シミュレーションコードを開発した。地理的に離れた複数の大型計算機を同時に使ってシミュレーションを実行できるようにすることで、ひとつの計算機ではできないほどの大規模計算を可能にした。次に開発したコードを一部用いて、粒子数80億、シミュレーション領域30Mpc立方の超大規模宇宙論的N体シミュレーションを実行し、矮小銀河スケールのダークマターハローの統計的性質を調べた。その結果ハローの中心集中度はハロー質量に弱く依存するが、小さいハローほど依存性が徐々に弱くなっていくことがわかった。これは銀河や銀河団サイズのハローで得られた中心集中度の質量依存性を使って、矮小銀河やそれより小さいハローの中心集中度を見積もると、ハローの中心密度を過剰に見積もってしまうことを意味する。グリッド計算の詳細についてをIEEEコンピューター誌に発表した。コードの詳細についての論文はコンピュテーショナルサイエンス&ディスカバリー誌にて受理された。科学的成果の論文についてはアストロフィジカルジャーナル誌にて査読中である。

从上一年开始，我们调查了空间中最小的暗物质微霍洛的结构，以及暗物质对消失对银河系中伽马射线信号的贡献。这次，我们使用Pressschechter的理论估算了微哈洛斯形成时间的分布，以更准确地评估银河系中的伽马射线光度。结果，我们发现可以将太阳附近的microhalos视为具有较大固有运动的明亮点状伽玛射线源，因为中央视角与费米相似。这些结果发表在《天体物理学》杂志上，以及上一年的结果。它还促进了“ Cosmgrid项目”，主要关注来自日本和荷兰的研究人员。首先，我们开发了一个网格的宇宙n体仿真代码。通过允许使用在地理上同时分离的多台大型计算机进行模拟，我们使得可以执行一台计算机无法实现的大规模计算。接下来，使用开发的一些代码，我们对80亿个颗粒和30 MPC立方模拟区域进行了超大宇宙N体模拟，以研究矮人星系尺度上暗物质晕的统计特性。结果，发现光环的中心浓度弱取决于光晕质量，但是较小的光晕依赖性逐渐变得较弱。这意味着使用对星系和集群大小的光晕获得的中心浓度的质量依赖性来估计矮星系的中心浓度和较小的光晕，这意味着晕晕密度过多估计。网格计算的详细信息已在IEEE计算机杂志上发表。计算科学和发现杂志接受了有关代码详细信息的论文。目前，《天体物理学》杂志正在审查有关科学结果的论文。