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

通过星系形成模拟和 Subaru PFS 探索星系的化学动力学演化

基本信息

批准号：
22KJ0157
负责人：
平居悠
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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。

含有铕、金和铂等多种元素的恒星通过称为 R 过程（r-II 恒星）的核合成过程合成，保存了有关卫星星系合并和银河系重核合成历史的信息。最近的观测表明，存在一些具有相似动力学特性的 r-II 星群。这些可能是过去在银河系中吸积的卫星星系的痕迹。然而，在银河系的形成历史中，r-II恒星是如何形成的，目前尚不清楚。这项研究的目的是澄清r-II恒星的形成环境。今年，我们进行了银河系形成模拟，气体质量分辨率为10,000个太阳质量，快照间隔为1000万年。分析本次模拟获得的数据表明，90%以上的恒星（r-II星）的金属含量低于太阳的1/300，铕与铁的比例超过太阳的5倍（ r-II恒星）在宇宙中诞生。据透露，该星系是由矮星系在40亿年内吸积到银河系形成的。另一方面，许多富含金属的r-II星是由银河系中局部富含r过程元素的气体团块形成的。对低金属丰度 r-II 恒星运动的检查揭示了与银河系晕恒星相似的速度分布。此外，当检查同一矮星系中形成的r-II恒星的元素组成时，金属丰度的分散性很小，但铕与铁的比率是可变的。这些结果与之前报道的观察结果一致。这项研究表明，r-II恒星可以为了解早期宇宙中矮星系吸积到银河系的历史提供线索。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Predicting the Expansion of Supernova Shells for High-Resolution Galaxy Simulations Using Deep Learning

使用深度学习预测超新星壳的膨胀以进行高分辨率星系模拟

DOI：
10.1088/1742-6596/2207/1/012050
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hirashima K.;Moriwaki K.;Fujii M. S.;Hirai Y.;Saitoh T.;Makino J.
通讯作者：
Makino J.

Origin of r-process elements and the Milky Way formation

r过程元素的起源和银河系的形成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
平居悠
通讯作者：
平居悠

Origin of r-process enhanced stars in simulations of Milky Way-like galaxies,

类银河系模拟中 r 过程增强恒星的起源，

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yutaka Hirai; Timothy C. Beers; Masashi Chiba; Wako Aoki; Derek Shank; Takayuki R. Saitoh; Takashi Okamoto; Junichiro Makino
通讯作者：
Junichiro Makino

中山大学(中国)

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