ブラックホール候補天体では硬Ｘ線が強い状態と軟Ｘ線が強い状態間の遷移が観測される。状態遷移中には準周期振動やジェットの噴出が観測され，ブラックホール降着流が激しい活動性を示す。私たちのグループでは3次元磁気流体・輻射磁気流体シミュレーションによって，円盤表面密度の増加に伴って，硬Ｘ線を放射する高温降着流が冷えて軟Ｘ線放射領域が形成される過程を調べてきた。その結果，この遷移中に方位角磁場によって支えられた磁気圧優勢な降着円盤が形成されること，さらに降着率が増加すると輻射圧優勢になり，動径振動が励起...
宇宙再電離の時代（EoR）は宇宙のバリオン成分の性質を大きく変えた。我々は流体力学的および放射伝達的な数値シミュレーションを用いて，EoR中IGMにおける様々な過程を詳細に調べてきた。現在および将来のPAPER，LOFAR，SKA，E-ELTなどの観測により，理論予測と観測結果の比較が可能になり，EoR時の宇宙の性質に厳しい制約を与えることができるようになる。 ...
This talk will highlight some progress made based on our efforts of computing the universe, in order to understand the dynamics of gas in the universe, from intergalactic to interstellar medium. Select observables presented include the cosmic web fr...
Dust coagulation in protoplanetary disks is the first step of planetesimal formation. However, a pathway from dust aggregates to planetesimals remains unclear. Both laboratory and numerical studies have so far shown that the structure of a dust aggr...
ビッグバン後に宇宙で最初の星が形成するまでの過程を明らかにすることは，現代理論宇宙物理学における大きな目標の一つである。これまで初代星形成についての研究は精力的に進められており，ガス降着により初代星質量が決まる過程において，原始星からの輻射フィードバックが鍵となることが明らかにされている。しかし，初代星の母体となるガス雲が分裂して連星や多重星ができる場合に，輻射フィードバック下でどのような星の系が誕生するかの理解はほとんど進んでいない。そこで，本研究では，自己重力AMR MHDコードである「SF...
電波干渉系 ALMA の登場によって、宇宙再電離時代 (宇宙年齢がおそよ2-10億年) にある銀河の研究は新時代を拓いた。サブミリ波帯に赤方偏移した遠赤外の微細構造輝線 ([OIII] 88μm, [CII] 158μm など) を ALMA で観測することで、再電離時代の星形成銀河を分光同定することが可能になったのである (e.g., Inoue et al. 2016, Science)。さらに、このような宇宙初期の時代、既に豊富なダストが存在することも明らかになってきた (e.g., Wa...
Narrow Line Seyfert 1s (NLS1) are the lowest mass, highest mass accretion rate Active Galactic Nuclei (AGN) in the local Universe, with black hole masses of 1-10 million x Msun, accreting at the Eddington limit or beyond. These properties are similar...
Self-gravitation can play a role in protoplanetary- and AGN-disks. If they are massive enough, gravitoturbulence sets in and acts as a strong driver for angular momentum redistribution. Thereby it moves large amounts of gas from the outer parts of th...
By mass, the Galactic bulge is actually dominated by a relatively metal rich bar. This population exhibits relatively rapid rotation that reflects a pattern speed independent of Galactic latitude. We have completed a survey of 955 RR Lyrae stars in...
Young stars' infrared emission shows several puzzling features: variability uncorrelated with visible-light changes, foreground extinction that recurs erratically on weekly timescales, and excesses over the stellar photosphere too large to explain w...
銀河の衝突・合体は，階層的構造形成理論において普遍的なものである。我々はそれらが銀河の形成・進化に与える影響について，N体シミュレー ションを用いて調べている。本セミナーでは最近得られた2つの結果について紹介する。 1. 衝突する2つの系の間に質量比がある場合，小さな系(satellite)は力学摩擦によって軌道エネルギーや角運動量を失い，大きな系(host)の中 心部へと沈み込む。力学摩擦はChandrasekhar (1943)により導出された，基本的でかつ重要な物理過程である。Chandr...
系内の星形成領域における分子組成は星形成の段階などの同定に役 立ってきた。系外のスターバースト銀河や活動銀河核を含む銀河ではその分子組 成が激しく 変化することが予想される。ここ数年，アルマ望遠鏡によってGMCス ケールでの多数の分子の観測が可能になりそれぞれの領域での違い が見られる ようになってきた。ここでは，分子モデル計算によって予想される違いを活動銀 河核周りでの化学組成，また(ultra-) luminous infrared galaxies (U/LIRGs) で見られるような高...
ガンマ線バースト(GRB)は約10^51 ergという膨大なエネルギーが典型的には数十秒程度の間にガンマ線として放射されるという宇宙でも最も激しい現象の一つである。GRBの内，継続時間が長いものはロングガンマ線バーストと呼ばれており，それらは大質量星の重力崩壊に起因する相対論的ジェットからの放射であることが分かっている。しかし発見から40年以上経った現在でもその放射機構については未だ解されていない。最近では相対論的ジェットからの熱的な放射が注目を浴びているが，ジェットからの熱的放射がどの様な性質...
A large-scale hydrodynamical cosmological simulation, Horizon-AGN , is used to investigate the alignment between the spin of galaxies and the large-scale cosmic filaments above redshift z = 1.2. The analysis of more than 150 000 galaxies per time ste...
Feedback from active galactic nuclei (AGN) is routinely included in semi-analytic and numerical simulations, which have shown that such feedback is able to quench cooling flows and decrease star formation. Radio-mode feedback models from AGN jets are...
I will first briefly review the current observationnal constraints on the Epoch of Reionization, then I will describe the basic physics of reionization and emission of the 21 cm signal. I will then describe the current status and future prospects of ...
星形成の舞台である分子雲コアの形成過程を探るには，星を生む原材料物質である高密度ガスの物理状態を知るだけではなく，その周囲の希薄ガスの速度構造と密度構造も明らかにする必要がある。分子雲コアの成因を知ることは，分子雲コアが重力収縮する際の初期条件および境界条件を明らかにすることと言い換えてもよい。談話会では，乱流圧と磁気圧で支えられたフィラメント状分子雲において自由落下時間程度で局所的に乱流が散逸した結果，(i)重力的に不安定なコアが形成され，それが(ii)コアの暴走的な収縮を引き起こし，原始星が...
The Galactic center is one of the most fascinating and extreme places in the Galaxy. Harboring a supermassive black hole with a mass of order 4 million solar masses it experiences cycles of activity and star formation, separated by periods of quiesce...
The development of virial mass estimates for the central black hole using one quasar spectrum has allowed a dramatic improvement in our understanding of supermassive black hole evolution. I will describe several new puzzles arising from the combinati...
The assembly and evolution of galaxies over cosmic time is a complex process. Historically, galaxy evolution was thought to be governed by mainlystochastic, potentially divergent processes such as major mergers, whichwere linked to active galactic nu...
The development of virial mass estimates for the central black hole using one quasar spectrum has allowed a dramatic improvement in our understanding of supermassive black hole evolution. I will describe several new puzzles arising from the combinati...
Since about 2005 our group at the ANU, in collaboration with Alex Wagner, has been conducting fundamental research on the interaction of jets with the interstellar medium of evolving galaxies. One area of research involves the interaction of relativ...
① 銀河中心ブラックホール観測のサイエンスの目標の一つに重力理論の検証がある。また，近年の観測により，光源の空間位置情報を含んだ電波ビジビリティのデータが実際に得られはじめており，近い将来の電波干渉計観測によりブラックホールが周囲にある磁気輻射プラズマを吸い込む様子が写真として撮られるのだろう。このような観測はブラックホール時空及び周囲のプラズマに関する新たな研究手段を与えることになる。重力理論の検証を考える場合，一般相対論で予言されているカー時空をより広い枠組みである摂動カー時空におきかえて理...
現在，ライマンアルファ輝線を強く放射する銀河が広い赤方偏移に渡って多数観測されている。それらはライマンアルファエミッター(LAEs)と呼ばれ，銀河進化の初期段階にある天体と考えられている。しかしながら，その形成，進化は現在も不明な点が多い。特に高赤方偏移に多数観測されているLAEsがどのように低赤方偏移の銀河に進化するかは銀河進化を理解する上で非常に重要である。我々はその第一歩として，z=0で天の川銀河を再現するような宇宙論的流体計算の結果を用いて，天の川銀河の高赤方編移におけるビルディングブロ...
It is well known nowadays that most of the mass assembly occurs at z~1-3. However, a non-negligible fraction of the star formation across cosmic time occurred within dust-enshrouded environments. One important question is therefore whether we really ...
初代星の質量は過去十数年の研究によって，我々の銀河とはことなり，非常に大 質量の星であると考えられてきた。しかし近年の質量降着期の研究の進展によっ て，ガスは中心星にスムーズに降着するのではなく，分裂して多くの星になる可 能性が指摘されている。また細川らの計算によって原始星からの放射が質量降着 を止めることが指摘され，初代星の質量に関する議論は活況を呈している。この 研究では3次元輻射流体コードRSPHを用いて，初代星の質量降着期における水素 分子の解離の効果を調べた結果を報告する。 ...
One of the final frontiers in modern cosmology is the formation of the first stars and galaxies at the end of the cosmic dark ages, when the Universe transitioned from its simple initial state to one of ever increasing complexity. I will discuss how ...
Recently, intense attention has focused on the possibility that merging supermassive black hole binaries could be observed with both electromagnetic and gravitational waves. Such multi-messenger studies would (i) probe dark energy out to z~10, and (i...
Hierarchical structure formation hypothesis inevitably leads to the formation of binary supermassive black holes (SMBHs) on a subparsec scale in merged galactic nuclei. However, to date there has been no unambiguous detection of such systems. In this...
In the formation process of galaxies, AGN jets are thought to have the important function of feeding energy and momentum back into the halo of the host galaxies and dispersing the gas within. The set of 14 realistic 3-D simulations that we have recen...
Although only small by number massive stars influence the evolution of galaxies most efficiently. Their short lifetimes in combination with enormous amounts of power by radiative and kinetic energy and furthermore the release of substantial fractions...
Because of various components, different gas phases and stars, their mutual interactions, and largely varying timescales galaxies represent highly complex systems. Competing but also counteracting processes occur that depend on the physical state of ...
ブラックホール候補天体では硬Ｘ線が強い状態と軟Ｘ線が強い状態間の遷移が観測される。状態遷移中には準周期振動やジェットの噴出が観測され，ブラックホール降着流が激しい活動性を示す。私たちのグループでは3次元磁気流体・輻射磁気流体シミュレーションによって，円盤表面密度の増加に伴って，硬Ｘ線を放射する高温降着流が冷えて軟Ｘ線放射領域が形成される過程を調べてきた。その結果，この遷移中に方位角磁場によって支えられた磁気圧優勢な降着円盤が形成されること，さらに降着率が増加すると輻射圧優勢になり，動径振動が励起...
令和4年 12月 13 : 30 降着円盤 , 活動銀河核 , 磁気流体力学
宇宙再電離の時代（EoR）は宇宙のバリオン成分の性質を大きく変えた。我々は流体力学的および放射伝達的な数値シミュレーションを用いて，EoR中IGMにおける様々な過程を詳細に調べてきた。現在および将来のPAPER，LOFAR，SKA，E-ELTなどの観測により，理論予測と観測結果の比較が可能になり，EoR時の宇宙の性質に厳しい制約を与えることができるようになる。 ...
令和4年 7月 13 : 30 再電離 , 高赤方偏移銀河 , 銀河間物質
This talk will highlight some progress made based on our efforts of computing the universe, in order to understand the dynamics of gas in the universe, from intergalactic to interstellar medium. Select observables presented include the cosmic web fr...
令和元年 6月 13 : 30 計算流体力学 , 銀河進化 , 宇宙論シミュレーション
Dust coagulation in protoplanetary disks is the first step of planetesimal formation. However, a pathway from dust aggregates to planetesimals remains unclear. Both laboratory and numerical studies have so far shown that the structure of a dust aggr...
令和元年 5月 13 : 30 ダスト , 原始惑星系円盤
ビッグバン後に宇宙で最初の星が形成するまでの過程を明らかにすることは，現代理論宇宙物理学における大きな目標の一つである。これまで初代星形成についての研究は精力的に進められており，ガス降着により初代星質量が決まる過程において，原始星からの輻射フィードバックが鍵となることが明らかにされている。しかし，初代星の母体となるガス雲が分裂して連星や多重星ができる場合に，輻射フィードバック下でどのような星の系が誕生するかの理解はほとんど進んでいない。そこで，本研究では，自己重力AMR MHDコードである「SF...
平成31年 2月 15 : 15 数値計算 , 輻射輸送 , 初代星
電波干渉系 ALMA の登場によって、宇宙再電離時代 (宇宙年齢がおそよ2-10億年) にある銀河の研究は新時代を拓いた。サブミリ波帯に赤方偏移した遠赤外の微細構造輝線 ([OIII] 88μm, [CII] 158μm など) を ALMA で観測することで、再電離時代の星形成銀河を分光同定することが可能になったのである (e.g., Inoue et al. 2016, Science)。さらに、このような宇宙初期の時代、既に豊富なダストが存在することも明らかになってきた (e.g., Wa...
平成30年 10月 13 : 30 再電離 , アルマ , 初代銀河 , 初代星
Narrow Line Seyfert 1s (NLS1) are the lowest mass, highest mass accretion rate Active Galactic Nuclei (AGN) in the local Universe, with black hole masses of 1-10 million x Msun, accreting at the Eddington limit or beyond. These properties are similar...
平成30年 9月 13 : 30 セイファート銀河 , NLS1 , 活動銀河核 , ブラックホール
Self-gravitation can play a role in protoplanetary- and AGN-disks. If they are massive enough, gravitoturbulence sets in and acts as a strong driver for angular momentum redistribution. Thereby it moves large amounts of gas from the outer parts of th...
平成30年 8月 13 : 30 降着円盤 , 計算流体力学 , 数値計算
By mass, the Galactic bulge is actually dominated by a relatively metal rich bar. This population exhibits relatively rapid rotation that reflects a pattern speed independent of Galactic latitude. We have completed a survey of 955 RR Lyrae stars in...
平成28年 3月 10 : 30 銀河形成 , 観測
Young stars' infrared emission shows several puzzling features: variability uncorrelated with visible-light changes, foreground extinction that recurs erratically on weekly timescales, and excesses over the stellar photosphere too large to explain w...
平成27年 10月 15 : 30 原始惑星系円盤 , 磁気流体力学
銀河の衝突・合体は，階層的構造形成理論において普遍的なものである。我々はそれらが銀河の形成・進化に与える影響について，N体シミュレー ションを用いて調べている。本セミナーでは最近得られた2つの結果について紹介する。 1. 衝突する2つの系の間に質量比がある場合，小さな系(satellite)は力学摩擦によって軌道エネルギーや角運動量を失い，大きな系(host)の中 心部へと沈み込む。力学摩擦はChandrasekhar (1943)により導出された，基本的でかつ重要な物理過程である。Chandr...
平成27年 10月 13 : 30 , ,
系内の星形成領域における分子組成は星形成の段階などの同定に役 立ってきた。系外のスターバースト銀河や活動銀河核を含む銀河ではその分子組 成が激しく 変化することが予想される。ここ数年，アルマ望遠鏡によってGMCス ケールでの多数の分子の観測が可能になりそれぞれの領域での違い が見られる ようになってきた。ここでは，分子モデル計算によって予想される違いを活動銀 河核周りでの化学組成，また(ultra-) luminous infrared galaxies (U/LIRGs) で見られるような高...
平成27年 9月 13 : 00 超光度赤外線銀河 , 赤外線 , 輻射輸送 ,
ガンマ線バースト(GRB)は約10^51 ergという膨大なエネルギーが典型的には数十秒程度の間にガンマ線として放射されるという宇宙でも最も激しい現象の一つである。GRBの内，継続時間が長いものはロングガンマ線バーストと呼ばれており，それらは大質量星の重力崩壊に起因する相対論的ジェットからの放射であることが分かっている。しかし発見から40年以上経った現在でもその放射機構については未だ解されていない。最近では相対論的ジェットからの熱的な放射が注目を浴びているが，ジェットからの熱的放射がどの様な性質...
平成27年 3月 13 : 30 ガンマ線バースト
A large-scale hydrodynamical cosmological simulation, Horizon-AGN , is used to investigate the alignment between the spin of galaxies and the large-scale cosmic filaments above redshift z = 1.2. The analysis of more than 150 000 galaxies per time ste...
平成26年 10月 13 : 30 巨大ブラックホール , 銀河形成
Feedback from active galactic nuclei (AGN) is routinely included in semi-analytic and numerical simulations, which have shown that such feedback is able to quench cooling flows and decrease star formation. Radio-mode feedback models from AGN jets are...
平成26年 10月 14 : 30 AGNフィードバック , 銀河進化 I will first briefly review the current observationnal constraints on the Epoch of Reionization, then I will describe the basic physics of reionization and emission of the 21 cm signal. I will then describe the current status and future prospects of ...
平成26年 9月 13 : 30 再電離 星形成の舞台である分子雲コアの形成過程を探るには，星を生む原材料物質である高密度ガスの物理状態を知るだけではなく，その周囲の希薄ガスの速度構造と密度構造も明らかにする必要がある。分子雲コアの成因を知ることは，分子雲コアが重力収縮する際の初期条件および境界条件を明らかにすることと言い換えてもよい。談話会では，乱流圧と磁気圧で支えられたフィラメント状分子雲において自由落下時間程度で局所的に乱流が散逸した結果，(i)重力的に不安定なコアが形成され，それが(ii)コアの暴走的な収縮を引き起こし，原始星が...
平成26年 7月 13 : 30 巨大分子雲 , 乱流 , 磁気流体力学 , 星形成 , 分子雲コアー , 観測
The Galactic center is one of the most fascinating and extreme places in the Galaxy. Harboring a supermassive black hole with a mass of order 4 million solar masses it experiences cycles of activity and star formation, separated by periods of quiesce...
平成26年 2月 17 : 00 流体力学 , G2 , クラウド , 天の川銀河中心域 , 巨大ブラックホール , 活動銀河核 , 降着円盤
The development of virial mass estimates for the central black hole using one quasar spectrum has allowed a dramatic improvement in our understanding of supermassive black hole evolution. I will describe several new puzzles arising from the combinati...
平成25年 8月 15 : 00 クエーサー , 巨大ブラックホール , 活動銀河核 The assembly and evolution of galaxies over cosmic time is a complex process. Historically, galaxy evolution was thought to be governed by mainlystochastic, potentially divergent processes such as major mergers, whichwere linked to active galactic nu...
平成25年 8月 16 : 20 クエーサー , 巨大ブラックホール , 活動銀河核 The development of virial mass estimates for the central black hole using one quasar spectrum has allowed a dramatic improvement in our understanding of supermassive black hole evolution. I will describe several new puzzles arising from the combinati...
平成25年 8月 15 : 40 クエーサー , 巨大ブラックホール , 活動銀河核
Since about 2005 our group at the ANU, in collaboration with Alex Wagner, has been conducting fundamental research on the interaction of jets with the interstellar medium of evolving galaxies. One area of research involves the interaction of relativ...
平成25年 7月 14 : 00 活動銀河核 , AGNフィードバック , AGNジェット , 巨大ブラックホール , M-σ関係 , 磁気流体力学 , 降着円盤 , 電波銀河 , Hydra A ① 銀河中心ブラックホール観測のサイエンスの目標の一つに重力理論の検証がある。また，近年の観測により，光源の空間位置情報を含んだ電波ビジビリティのデータが実際に得られはじめており，近い将来の電波干渉計観測によりブラックホールが周囲にある磁気輻射プラズマを吸い込む様子が写真として撮られるのだろう。このような観測はブラックホール時空及び周囲のプラズマに関する新たな研究手段を与えることになる。重力理論の検証を考える場合，一般相対論で予言されているカー時空をより広い枠組みである摂動カー時空におきかえて理...
平成24年 3月 13 : 30 ブラックホール , 一般相対論 , 輻射輸送 現在，ライマンアルファ輝線を強く放射する銀河が広い赤方偏移に渡って多数観測されている。それらはライマンアルファエミッター(LAEs)と呼ばれ，銀河進化の初期段階にある天体と考えられている。しかしながら，その形成，進化は現在も不明な点が多い。特に高赤方偏移に多数観測されているLAEsがどのように低赤方偏移の銀河に進化するかは銀河進化を理解する上で非常に重要である。我々はその第一歩として，z=0で天の川銀河を再現するような宇宙論的流体計算の結果を用いて，天の川銀河の高赤方編移におけるビルディングブロ...
平成24年 3月 13 : 30 ライマン・アルファ輝線天体 , 宇宙論 , 輻射輸送 , 天の川
It is well known nowadays that most of the mass assembly occurs at z~1-3. However, a non-negligible fraction of the star formation across cosmic time occurred within dust-enshrouded environments. One important question is therefore whether we really ...
平成24年 2月 13 : 30 活動銀河核 , スターバースト , 高赤方偏移銀河 , 銀河形成 , 赤外線 , サブミリ波 初代星の質量は過去十数年の研究によって，我々の銀河とはことなり，非常に大 質量の星であると考えられてきた。しかし近年の質量降着期の研究の進展によっ て，ガスは中心星にスムーズに降着するのではなく，分裂して多くの星になる可 能性が指摘されている。また細川らの計算によって原始星からの放射が質量降着 を止めることが指摘され，初代星の質量に関する議論は活況を呈している。この 研究では3次元輻射流体コードRSPHを用いて，初代星の質量降着期における水素 分子の解離の効果を調べた結果を報告する。 ...
平成23年 12月 13 : 30 PopIII星 , 降着円盤 , 輻射によるフィードバック , 星形成 One of the final frontiers in modern cosmology is the formation of the first stars and galaxies at the end of the cosmic dark ages, when the Universe transitioned from its simple initial state to one of ever increasing complexity. I will discuss how ...
平成23年 9月 15 : 00 初代星 , 初代銀河 Recently, intense attention has focused on the possibility that merging supermassive black hole binaries could be observed with both electromagnetic and gravitational waves. Such multi-messenger studies would (i) probe dark energy out to z~10, and (i...
平成23年 8月 15 : 00 巨大ブラックホール , 巨大ブラックホール合体 , 降着円盤 Hierarchical structure formation hypothesis inevitably leads to the formation of binary supermassive black holes (SMBHs) on a subparsec scale in merged galactic nuclei. However, to date there has been no unambiguous detection of such systems. In this...
平成23年 8月 15 : 00 巨大ブラックホール , 巨大ブラックホール合体 , 降着円盤 , SPH法 , X線In the formation process of galaxies, AGN jets are thought to have the important function of feeding energy and momentum back into the halo of the host galaxies and dispersing the gas within. The set of 14 realistic 3-D simulations that we have recen...
平成22年 10月 15 : 00 AGNジェット , AGNフィードバック , 銀河形成 , , 流体力学Although only small by number massive stars influence the evolution of galaxies most efficiently. Their short lifetimes in combination with enormous amounts of power by radiative and kinetic energy and furthermore the release of substantial fractions...
平成22年 9月 15 : 00 大質量星 , 超新星Because of various components, different gas phases and stars, their mutual interactions, and largely varying timescales galaxies represent highly complex systems. Competing but also counteracting processes occur that depend on the physical state of ...
平成22年 9月 15 : 00 ケモダイナミックス , 大質量星 , 超新星
Ja En