Ⅲ
宇宙物理理論 ル プ
1. ンバ
教授 梅村 之
准教授 森 正
講師 川 耕
助教 Alexander Wagner 国
研究員 石山 智明 HPCI戦略
行方 大輔 (HPCI戦略 木 洋 CREST 学生 大学院生 学類生
2. 概要
本 度 当 数値 ン 研究 し 力学的摩擦
多 体過程 研究 Cold dark matter halo け cusp-core 問
too-big-to-fail問 関連性 ン 銀河 け 漂う
姿 ン 銀河 潮汐破壊 耐え 衛星銀河中心部 期待さ 観測的特徴
中心 力場 け 球 称 常銀河風
遷音速解析 再結 放射 含 輻射流体 ン 開発 宇 暗黒時代
構造形 再放射 考慮し 輻射流体計算 開発 Jet-intracluster Medium
Interaction in Hydra A: The Effect of Jet Precession 世界最大規模
ン GPU 用い 力多体系 数値 ン 高速 推進し 。さ
観測 共 研究 し Lyα 輝線銀河 速度構造研究 Lyα 放射機構 研究 行
。 宇 生命分 間連携 し 星間空間 け 酸生 過程 理論的研究
捕 機構 子力学計算 陽系外惑星 研究 推進
し 。
3. 研究成果
力学的摩擦 多 体過程 研究
銀河中心 106～109M 大質 (BH) 存 考え い そ
質 獲 過程や形 過程 正確 こ 未 解明さ い い。そ 起源 し 初代
星残余物 種BH 仮 し 場 降着 観測さ い 高赤方偏移
超巨大BH 長さ こ い 見積 。 々 BH 長 う一
能性 し 種BH 体過程 考え 。3 体 多い数 BH 体過程 研究 Tanikawa
& Umemura (2011, 2014) 行わ い 力学的摩擦 銀河 存 恒星 け
響 考慮し い 。第一世代 体 形 時 豊富 あ 力学的摩擦
効果 意 効 能性 あ 。 々 力学的摩擦 響 考慮し 10 体
体 起こ 条件 出し 。 ン 結果 力学的摩擦 入
100 Myr 10 個全 BH 体 い 領域 あ こ 分 。 体
物理過程 力学的摩擦 体 Type A 力学的摩擦 体相互作用 相乗効果 体
Type B 体相互作用 体 Type C 種類 分け こ 分 。Tanikawa & Umemura (2011, 2014) 星 力学的摩擦 考慮し 場 体 10個中4～6
個 あ 本研究 力学的摩擦 全 BH 体 能 こ
明 。
Cold dark matter halo け cusp-core問 too-big-to-fail問 関連性
現 標準的 構造形 理論 あ cold dark matter(CDM) 宇 大規模構造 統
計的性質 明 こ し 面 1Mpc 以 さ 構造 い い
問 指摘さ い 。例え dark matter halo(DMH) 中心質 密度 発散 cusp
構造 予言 CDM し 中心質 密度 一 core構造 多数観測さ い
こ (Cusp-core 問 )や 質 中心 中度 高い DMH 持 大質 衛星銀河 見 い(Too-big-to-fail問 )等 あ 。本研究 こ 問 DMH ン 力学
的相互作用 起因し DMH 中心密度分 進 過程 関わ 問 し 捉え 解析 行
。そ 結果 活発 星形 活動 発生 以前 原始銀河 DMH cusp構造 持 い
銀河形 期 発生 周期的 超新星爆発 core構造 遷移
cusp-core遷移過程 要 役割 果 こ 見出し 。さ cusp-core遷移過程 発生 too-big-to-fail問 解決 能性 い 議論し 。
ン 銀河 け 漂う 姿
近 宇 望遠鏡や 望遠鏡 代表さ 大型望遠鏡 最大限活用し 近傍宇
大規模 査 現 銀河進 過程 垣間見 こ う 。
近傍 ン 銀河 い しい数 暗い 銀河 発見さ
そ 銀河 衝突 思わ や あ い
銀河 盤 見 ン 構造等 銀河衝突 痕跡 々 明 さ い 。本研
究 銀河衝突 力多体計算 流体力学計算 銀河衝突過程 ン
銀河 構造や 銀河 盤 構造 銀河 中 徊
存 能性 い 議論し 。特 ン 銀河
関 解析 現 標準理論 し 考え い 模型 予言
密度分 従わ い 能性 示唆し 理論 観測 深刻 矛盾
い 議論し 。
ン 銀河 潮汐破壊 耐え 衛星銀河中心部 期待さ 観測的特徴
各銀河 中心 存 質 銀河 (又 楕 銀河本体) 質
うし 体 こ 共進 起源 し 力 あ い 観測的 検
証さ い い。 々 抜け 近い 過去 銀河衝突 歴 詳細 明
い ン 銀河 着目し 大規模数値 ン 放射 理論計算
基 共進 こ 要 過程 解明 組 あ Miki et al. 2014; Kawaguchi et al.
2014 。本研究 ン 銀河 衝突 潮汐破壊さ 衛星銀河 中心部 期
待さ 観測的特徴 調 。衛星銀河 大部分 潮汐力 散 散 ン
形 し い 。一方 潮汐破壊 耐え 生 残 衛星銀河中心部 中
心 大質 含 星団 し 現 ン 銀河 盤 外縁部 居
考え 。こ 残骸星団 質 主 両銀河 近心 距 決 ン 銀河中
心 1kpc 置 衛星銀河中心 通過し こ 衝突 衛星銀河 中心
質 1 割 わ 計 106 陽質 星々 衛星銀河中心 引
連 い 考え 。星種族 (Fioc et al. 1997) 用い 齢 10–100 億
場 い 星団 放射 見積 例え V ン L = 10(38.7−39.5)
[erg/s] 予想さ 見 け 明 さ F = 10−(10.4−11.2) [erg/s/cm2] AB 等級 14–16mag
期待さ 。
中心 力場 け 球 称
常銀河風 遷音速解析
銀河風 銀河進 響 え 銀河間空間 元素 左 要 現象 あ 。 々
銀河中心 力場中 球 称 常銀河風 速
過程 研究し い 。ここ 銀河風 用い 銀河風 し 遷音速
解 多様 空間 そ 解曲線 系統的 分類し い 。
本研究 そ 結果 等温銀河風 解析結果 比較し 温度変 銀河風 速過程
え 響 い 議論し 。さ 中心
現実的 力場 敱い 源 力場 Parker 解 様 遷音速流 ン 最大
解 あ 自発的 実現し易いこ 示し 。 冷却 比熱比 変 想 し 場
解 振 舞い い 調 実 銀河 観測さ い 温度 密度分
銀河風 再現 能 あ 議論し い 。
再結 放射 含 輻射流体 ン 開発
輻射輸 ンやそ 流体力学 ン さ 輻射流体
ン 体形 数値 ン 多 用い う
電 領域 再結 放射 空間的 源 輻射輸 計算 膨大
あ こ 無視さ こ 多 。 々 輻射輸 計算 GPUや
基 効率的 実行 開発
し実装し 。こ 源 輻射輸 解 ARGOT法 再結 放射
あ MPI 並列 行い高い並列 効率 遉 し 。こ 用い こ
無視さ 再結 放射 輻射流体 ン 効果 様々 初期条件
調 主 臨界 D-type 電 波面 敱い 再結 放射 要 役割 果 こ 見出し 。
宇 暗黒時代 構造形
宇 晴 あ 以降 最初 体 形 さ 宇 暗黒時代 こ 観測
手 い領域 あ Square Kilometer Array 代表さ 中性水素 21cm線
観測 電波 渉計画 こ 時期 宇 大規模構造形 観測 能性 注目さ
い 。特 近 注目 い 宇 晴 あ 以前 ン 運動
遊い 起因 ン 超音速 速度差 こ 速度差 密度ゆ
長 抑制さ こ 初期 体 形 時期や形 さ 体 質 更 宇
再電 過程 響 え 。こ 速度差 宇 暗黒時代 大規模構造形 え 響
い 宇 論的 数値流体 ン 行い 相 速度 大 さ し ン
密度ゆ ワ う 響 け 予言し 相 速度 関数 し
ン 関数 え 。
再放射 考慮し 輻射流体計算 開発
活動銀河核(AGN) 銀河 形 進 多大 響 え 目さ AGN 活動性
理解 銀河形 論 い 要 課 1 あ 。活動性 理解 AGN降
着 盤 降着 盤 供給過程 関 詳細 理解 必要 あ 。本研究 後者
焦 当 供給過程 密接 関係 AGN 縁部 構造 物理状態 輻射流
体計算 能 限 第一原理的 解明 こ 目指し い 。本 度 こ 計算
実敲 必要 輻射流体計算 開発 予備計算 実敲し 。 開発 い
縁部 扱う 必要 (1) 自己 力 (2) 電 解 応 (3)
赤外線再放射 考慮し 。こ 計算 用い ン ン比 1
質 107[M] 場 予備計算 実敲し こ (i) 再放射 輻射
縁部 膨 率 数割 昇さ こ (ii) 率 ン ン質
降着率(変換効率0.1) 匹敂しう こ わ 。
model reproduces, i) the curvature of the jet, ii) the correct number of bright knots within 20 kpc at approximately correct locations, and iii) the turbulent transition of the jet to a plume (See Figure 1). The Mach number of the advancing bow shock is 1.85 and is indicative of gentle cluster atmosphere heating during the early stages of the AGN’s activity. The shocked gas is then effectively mixed with the turbulent jet plasma in the jet cocoon, preventing catastrophic cooling. We find a strong dependence of the radio morphology on viewing angle (See Figure 2), which is enhanced by different degrees of Doppler boosting and de-boosting of plasmons at different points along the precessing jet stream. The radio morphologies obtained from different viewing angles exhibit a range of jet curvatures and different orientations of jet lobes. In some instances, the radio morphology even resembles that of an X-shaped radio galaxy (Figure 2, panel d). The difficulty in comparing simulated to observed jets becomes clear: one must probe not only a range of jet parameters, but one must also sample along a cone of viewing directions in order to determine whether a model matches observations.
Figure 1 caption
Comparison of the Hydra A radio image (Panel a) with a good match synthetic data image from our high-resolution simulation (Panel b). The curvature, the location of the knots, the flaring region and the plume structure are well reproduced. The brightness contrast between diffuse plume and the knots, however, is not correctly reproduced. One
Figure 2 Caption
The Hydra A jet surface brightness viewed from different directions of a cone with known opening angle corresponding to the inclination angle of the jet with the line-of-sight. The source morphology varies drastically depending on viewing direction, an effect exacerbated by Doppler boosting and de-boosting.
世界最大規模 ン
理 学研究所 ン 京 や 国立 文 用い 5500
億 粒子 超大規模宇 論的N体 ン 行 。一片 そ50億
領域 初期宇 現 宇 ンし 。初期条件 Planck 衛星
CMB 最新 観測結果 基 い い 。 銀河 宇 大規模構造 分解
さ い 。こ 大 い空間 ン し 世界最高 分解能 あ 銀
河 的形 追う ン し 世界最大 あ 。
ン結果 検出し 的構造形 し 。
そ1 ぶ。今回 最大規模 ン 空間
や ン 粒子 大 さ 異 複数
構造形 し Ishiyama et al. 2015, PASJ in press 。
ン 分 力的 進 解 的構造形
し 。現 ン 進 準解析的銀
河形 いう手法 用い ン 進 解い い 。そし 々 目 銀河や
活動銀河核 大規模 体 観測 直接比較 能 様々 体 疑似 敁
備し 公開し い 予 あ 。
GPU 用い 力多体系 数値 ン 高速
無衝突 力多体系 数値 ン い 用い い Tree法 GPU
用い 高速 し 。ここ interaction list 方式 on-the-fly 方式 中間方式 用し
warp毎 interaction list 順 構築し 近け or 粒子 距 追 遠
け 群 計算 追 。そし 計算 一 値 大
力計算 行う。こ 性能 要因 warp divergence 回避
正確 予測 能 避 必要 。
え block time step 用や 力計算以外 主要 関数 GPU 進 こ さ
高速 進 行研究 あ Ogiya et al. (2013)やWatanabe & Nakasato (2014) 比
3-4倍程度 高速 遉 し 。
Lyα 輝線銀河 速度構造研究 Lyα 放射機構 研究 観測との共同研究
こ 遠方銀河研究 Lyα 輝線銀河 (Lyα Emitter; LAE) 遠方星形 銀河 け
要 銀河種族 あ こ 認識さ 共 宇 再電 し 用い
い 。し し Lyα 子 星間物質 中性水素 や 散乱 吸 け
そ 放射機構 完全 理解さ い い。さ 遠方銀河 中性水素
分 現 観測 しい状況 あ 。LAE Lyα 子放射機構 々
望遠鏡/LRIS, ン望遠鏡/IMACS, 望遠鏡/FMOS 用い 計 30 個 z=2.2 LAEs 視 近赤外分 観測 行 。そ 中 12 体 い Lyα 輝線 星 雲線 ([OIII]5007 ) 両方 検出し 。星雲線 LAE 赤方偏移 決 し そこ
Lyα 輝線 速度差 (Lyα velocity offset) 求 。そ 結果 Lyα velocity offset 測 さ
LAE ン 2 倍以 増や こ こ 提案さ い Lyα 等価幅
Lyα velocity offset 逆相関 高い 意性 確認 こ 。さ 々 長時間分
こ 検出 し 暗い紫外線連 多数 金属吸 線 4 個
LAEs 検出 こ し 。吸 線 速度差 測 こ 星雲線 し 〜 200-300 km/s 青方偏移し い こ 分 Lyman Break Galaxies 様 強い
見 こ 明 。 々 こ 輝線 吸 線情報 用い Lyα
等価幅- Lyα velocity offset 逆相関 起源 共 遠方銀河 け Lyα 放射 中性水
星間空間 け 酸生 過程 理論的研究 宇 生命分 連携
宇 観測や模擬実験 機物や高分子 星間 表面 生 さ い い
うこ 明 い 。観測 酸前 体 見
ALMA 酸 検出 期待さ い 。 地球 飛来し 隕石
酸や 酸前 体 ン ン 検出さ い 。本研究 考え 様々
応経路 中 最 一般的 思わ 生 過程 い 応物 中間体 生
評価し 宇 け 酸生 組 究し 。手法 密度汎関数法 第
一原理計算 用い ン ンや 経 ン ン 生
し 高精度計算 行 。 表面 想 水溶液中 応経路
解析 Polarizable Continuum Model (PCM) 溶媒効果 考慮し 計算 用い 行
。真空中 い 計算し 全 応過程 中 ン 最 安 あ 過剰 安
中間体 存 し 。 ン い 様 傾向 見 。水溶液中 応
過程 中 ン 最 安 あ ン ン 形 さ い 能性 あ こ
わ 。以 構 要素 応物 あ ン ン 容易 起こ う
こ 明 。さ 今回計算し 応過程 遷移状態 い 計算 行
結果 応 壁 高 こ 超え 応 進 UV 照射 励起や
形 し 衝突時 熱励起 機構 必要 あ こ わ 。
捕 機構 子力学計算 陽系外惑星 研究
松氏博士論文 宇 生命分 連携
陽系外惑星 生命 要 指標 一 し 来
考え い 陽系 異 輻射環境 う 能
明 さ い い。 々 生物 程度効率的 吸 子 学計
算し こ 惑星大気吸 輻射輸 計算 用い 評価し 。特 今後 陽系外惑星 観
測 M型星 周 惑星 そ う 長波長 多 含 環境
け 効率 焦 当 計算 行 。
色素 始 こ 凝 体 あ ン 部 捕 複 体 け 吸 効率 評価
し 。 輻射環境 し 主星 命 長いFGKM型星周 ン あ
惑星 想 し 。 色素 帯 Qx帯 Qy帯 3 主要
吸 帯 持 こ う 吸 効率 寄 し い TDDFT 時間依存密度汎関数
法 的 評価し 。そ 結果 早期型星 F G K型星 い
帯 4000 Å 恒星 金属 引 起こさ 400 nm前後 輻射
急 変 長波長側 波長側 置 顕著 吸 効率 変わ
こ わ 。 場 帯 400 nm 波長側 あ
効率 さ 長波長側 あ 大 。一方 晩期型 M型
星 い 帯 吸 効率 寄 代わ Qy帯 要 。
い こ 色素 う a 色細菌 捕 複 体 (LH2) 吸 効率 評価し 。色素 士 極子- 極子相互作用 相互作用 い
う近似 用い 吸 算出し 。さ ここ 惑星大気 端 放射
け 黒体輻射 用い 恒星 効温度 依存し う 吸 効
率 変わ 調 。そ 結果 こ 最 効率的 吸 陽 効温度 あ
5778 K 高温側 あ こ わ 。 捕 複 体 い 励起
移動 効率的 必要 場所 引 渡 こ 。こ 過程
励起 再現し 。相互作用 様 極子- 極子
相互作用 考慮し 。そ 結果 LH2 凝 体 い 色素 長波長側 吸
変え (850 nm → 870 nm) 移動 速度 2倍 こ わ 。
こ 惑星大気 端 TOA け 輻射や黒体輻射 環境 考慮し 実
惑星 い 生物 存 し い 環境 想 地表 け 吸 効率 評価 必
要 あ 。地球 場 TOA 地表 吸 効率 大 変わ 。
帯 400 nm あ 場 こ 吸 帯 寄 無視 。
さ 異 主星 持 惑星大気 効果 入 効率 比較 M 型星
G 型星( 陽)周 惑星 い 輻射輸 計算 行 。惑星大気 条件 し 酸 型
還元型 地球 似 大気 3 想 し 。M型星 場 G型星 比較 大気 条
件 大 吸 効率 差 出 こ わ 。こ 帯 M型星 放射
い いこ 来 。 い 場 い Qy帯
い 水蒸気 響 大 け こ わ 。さ M型星 け 効率的
条件 こ 焦 当 色素 構造 ン 配置 溶媒 条件 変え
吸 長波長 M型星 け 効率 程度 評価し 。そ 結果 色素 中心
金属 Pd 交換 金属 し 場 H2 比較し 120 nm程長波長 こ わ
。
4. 教育 学 論文 ＜博士論文＞
松 勇
Absorption efficiencies of antenna complexes in photosynthetic organisms exposed to the photoenvironment of extrasolar planets
陽系外惑星 環境 さ さ 生物 ン 複 体 吸 効率
中 賢
A new ray-tracing scheme for radiation hydrodynamic simulations on highly parallel architectures
並列 最適 さ ン 法 輻射流体 ン
(The Australian National University, Research School of Astronomy and Astrophysics)
Interaction of Jets with the Intracluster Medium". (Thesis submitted)
＜修士論文＞
間 章
ン 相 速度 初期構造形 響
渡邉 歩
宇 大規模構造 け 高温水素 ン 吸 体 物理的性質
藤 一輝
Cold dark matter halo け cusp-core 問 too-big-to-fail 問 関連性
村 貴紀
銀河形 初期 銀河形状
山崎 健 郎
降着 盤 け 輻射抵抗 磁気回転 安 性 い
＜学士論文＞
石原 駿
系外惑星 大気吸 放射 生命活動 指標 い
荻 孝浩
銀河風 銀河間物質 相互作用 関 遷音速解析
久喜 奈保子
原始銀河 け Lyman α 子 脱出確率 い
山 亮
銀河 clustering解析
佐々木 さゆ
宇 大規模構造形 ン
保科 さや香
中心星輻射 効果 入 原始惑星系 盤 軌遈運動 い
今 宏
近似 降着流 遷音速解析
中講義
川 耕
宇 論 銀河団 2014 7 15日～7 17日 海遈大学大学院理学研究院物理
5. 受賞，外部資金，知的 産権等
賞
26 度科学技術分 文部科学大臣表 若手科学者賞, 石山 智明, 高精度大規
模計算 微細構造 研究, 26 度
26 度筑波大学若手教員特 奨励賞, 石山 智明, 26 度
外部資金
＜代表者＞
基盤研究 森 正 代表者 繰越
輻射流体 ン 銀河系統樹 構築 78万
基盤研究 森 正 代表者
輻射流体 ン 銀河系統樹 構築 150万
日本学術振興会特 研究員 DC2 松 勇 代表者 新規
捕 機構 子 学計算 陽系外惑星 • 構築
100万
科研費若手研究 石山智明 代表者 2012-2014
銀河系 微細構造 解明 検出 応用 350万 3
総 直接経費
科研費若手研究 行方大輔 代表者 2013-2015
輻射流体計算 AGN 降着 盤 供給過程 解
明 403万
日本学術振興会特 研究員 DC1 原崇亘 代表者 新規
大規模数値 ン 用い 局所銀河群形 過程 解明 100万
日本学術振興会特 研究員 DC1 鈴木裕行 代表者 新規
大質 星 紫外線輻射輸 超新星爆発 共存輻射流体 構築 銀河形 研
究 100万
＜分担者＞
基盤研究 梅村 之 分担者 代表者 大 正巳
世代大規模 査 ン 挑 宇 再電 (1万 )
基盤研究 森 正 分担者 代表者 大 正巳
世代大規模 査 ン 挑 宇 再電 (398万 )
挑戦的萌芽研究 梅村 之 分担者 代表者 高橋労
元 子 ン方程式 一般相 論的輻射流体 ン 10万
時代 向け 演算 速機構 通信機構統 環境 研究開発 1,565 万
6. 研究業績
(1) 研究論文
A) 査 論文
1) Bedorf, J., Gaburov, E., Fujii, S. M., Nitadori, K., Ishiyama, T., Portegies Zwart, S., 2014,
“24.77 Pflops on a Gravitational Tree-Code to Simulate the Milky Way Galaxy with 18600
GPUs”, SC '14 Proceedings of the International Conference on High Performance
Computing, Networking, Storage and Analysis, 54-65
2) Enoki, M., Ishiyama, T., Kobayashi, M.A.R., Nagashima, M., 2014, “Anti-hierarchical
evolution of the AGN space density in a hierarchical universe”, The Astrophysical Journal,
794, 69-76
3) Igarashi, A., Mori, M., Nitta, S., 2014, “Transonic galactic outflows in a dark matter halo
with a central black hole and its application to the Sombrero galaxy”, Monthly Notices of
the Royal Astronomical Society, 444, 1177-1188
4) Ishiyama, T., 2014, “Hierarchical Formation of Dark Matter Halos and the Free Streaming Scale”, The Astrophysical Journal, 788, 27-39
5) Kawaguchi, T., Saito, Y., Miki, Y., Mori, M., 2014, “Relics of Galaxy Merging: Observational Predictions for a Wandering Massive Black Hole and Accompanying Star Cluster in the
Halo of M31”, Astrophysical Journal Letters, 789, L13-17
6) Kirihara, T., Miki, Y., Mori, M., 2014 ,“Puzzling outer-density profile of the dark matter
halo in the Andromeda galaxy”, Publications of the Astronomical Society of Japan, 66, L106
7) Konno, A., Ouchi, M., Ono, Y., Shimasaku, K., Shibuya, T., Furusawa, H., Nakajima, K.,
Naito, Y., Momose, R., Yuma, S., Iye, M. , 2014, “Accelerated Evolution of Lyα Luminosity Function at z >~ 7 Revealed by the Subaru Ultra-Deep Survey for Lyα Emitters at z=7.3”,
The Astrophysical Journal, 797, Issue 1, article id. 16, 15 pp.
8) Miki, Y., Mori, M., Kawaguchi, T., Saito, Y.,2014, “Hunting a Wandering Supermassive
Black Hole in the M31 Halo Hermitage”, The Astrophysical Journal, 783, 87-95
9) Momose, R., Ouchi, M., Nakajima, K., Ono, Y., Shibuya, T., Shimasaku, K., Yuma, S., Mori,
M., Umemura, M., 2014, “Diffuse Lyα haloes around galaxies at z = 2.2-6.6: implications for
galaxy formation and cosmic reionization”, Monthly Notices of the Royal Astronomical
10)Namekata, D., Umemura, M., Hasegawa, K., 2014, “On the evolution of gas clouds exposed
to AGN radiation. I. Three-dimensional radiation hydrodynamic simulations”, Monthly
Notices of the Royal Astronomical Society, 443, 2018
11)Nawaz, M. A. , Wagner, A. Y. , Bicknell, G. V. , Sutherland, R. S., McNamara, B. R. , 2014,
“Jet-intracluster medium interaction in Hydra A - I. Estimates of jet velocity from inner
knots”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 444, 1600~1614
12)Ogiya, G., Mori, M., Ishiyama, T., Burkert, A., 2014, “The connection between the
cusp-to-core transformation and observational universalities of DM haloes”, Monthly
Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Volume 440, L71-L75
13)Ogiya, G., Mori, M., 2014, “The Core-Cusp Problem in Cold Dark Matter Halos and
Supernova Feedback: Effects of Oscillation”, The Astrophysical Journal, Volume 793, article
id. 46, 12 pp
14)Ogiya, G., Burkert, A., 2015, “Re-examining the too-big-to-fail problem for dark matter
haloes with central density cores”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 446,
2363.
15)Potter, T. M., Staveley-Smith, L., Reville, B., Ng, C.-Y., Bicknell, G.V., Sutherland R. S.,
Wagner, A. Y., 2014 “Multi-dimensional Simulations of the Expanding Supernova Remnant
of SN 1987A”, The Astrophysical Journal, 794, 174-199
16)Shibuya, T., Ouchi, M., Nakajima, K., Yuma, S., Hashimoto, T., Shimasaku, K., Mori, M., Umemura, M., 2014, “What is the Physical Origin of Strong Lyα Emission? I. Demographics
of Lyα Emitter Structures”, The Astrophysical Journal, 785, 64-76
17)Shibuya, T., Ouchi, M., Nakajima, K., Hashimoto, T., Ono, Y., Rauch, M., Gauthier, J., Shimasaku, K., Goto, R., Mori, M., Umemura, M., 2014, “What is the Physical Origin of
Strong Lyα Emission? II. Gas Kinematics and Distribution of Lyα Emitters”, The
Astrophysical Journal, 788, 74-84
18)Susa, H., Hasegawa, K., Tominaga, N., 2014, “The mass spectrum of the first stars”, The
Astrophysical Journal, 792, 32-48
19)Tanikawa, A., Umemura, M., 2014, “Merger criteria of multiple massive black holes and the impact on the host galaxy, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, 440,
652-662
20)Toshikawa, J., Kashikawa, N., Overzier, R., Shibuya, T., Ishikawa, S., Ota, K., Shimasaku,
K., Tanaka, M., Hayashi, M., Niino, Y., Onoue, M., 2014, “A First Site of Galaxy Cluster Formation: Complete Spectroscopy of a Protocluster at z=6.01”, The Astrophysical Journal,
B) 査 無し論文
21)Bicknell, G. V., McNamara, B. R., Nawaz, M. A., Sutherland, R. S., Umemura, M.,
Wagner, A. Y., 2014, "AGN feedback by relativistic jets”, Proceedings of the International
Astronomical Union, 10, S313, p101-107.
22)Bicknell, G. V., Nawaz, M. A., Wagner, A. Y., Umemura, M., McNamara, M. A., Sutherland, R. S., "Relativistic Jets in Active Galactic Nuclei", 2014, JPS Conference Proceedings, 1, 1,
5098 pp.
23)Igarashi, A., Mori, M., Nitta, S., 2014, “A New Concept of Transonic Galactic Outflows in a Cold Dark Matter Halo with a Central Super-Massive Black Hole”, JPSCP, 2, 7
24)Igarashi, A., Mori, M., Nitta, S., 2014, “Transonic galactic outflows and their influences to
the chemical evolution of galaxies and intergalactic space”, AIPC, 1594, 82-87
25)Komatsu, Y., Umemura, M.; Shoji, M.; Shiraishi, K., Kayanuma, M., Yabana, K., 2014,
“Toward understanding as photosynthetic biosignatures: light harvesting and energy transfer calculation”, Search for Life Beyond the Solar System. Exoplanets, Biosignatures & Instruments, 2014ebi.conf.1.3K
26)Komatsu, Y., Umemura, M., Shoji, M., Kayanuma, M., Yabana, K., Shiraishi, K. 2014,
“Toward extending photosynthetic biosignatures: quantum dynamics calculation of light harvesting complexes”, 40th COSPAR Scientific Assembly, Abstract F3.4-8-14. 40, 1561
27)Potter, T. M., Staveley-Smith, L., Kirk, J., Reville, B., Bicknell, G. V., Sutherland, R. S.,
Wagner, A. Y., Zanardo, G., 2014, “Three-dimensional simulations of the expanding
remnant of SN 1987A”, Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium, 296, 330-331
28)Susa, H., Hasegawa, K., Tominaga, N., 2014, “On the IMF of first stars”, AIP Conference
Proceedings, 1594, 105-108
(2) 国 会議発表
A) 招待講演
1) Wagner, A. Y., Umemura, M., Bicknell, G. V., Sutherland, R., Silk, J. The Inner
Workings of Mechanical AGN Feedback ASTRON Colloquium 2015 2 12日
ASTRON, Dwingeloo, Netherlands
B) 一般講演
2) Komatsu, Y., Umemura, M., Shoji, M., Kayanuma, M., Yabana, K., Shiraishi, K., “Light
absorption and energy transfer in photosynthesis: Toward extending our current
biosignatures”, The Japan Geoscience Union Meeting 2014, (Apr. 28- May 2, 2014, Pacifico Yokohama, Kanazawa)
3) Kidachi, K., Umemura, M., Shoji, M., Komatsu, Y., Kayanuma, M., Yabana, K., Shiraishi, K., “Theoretical investigation of amino acid formations on interstellar dust”,
(poster), The Japan Geoscience Union Meeting 2014, (Apr. 28- May 2, 2014, Pacifico Yokohama, Kanazawa)
4) Ishiyama, T. “Hierarchical Formation of Dark Matter Halos and the Free Streaming
Scale”, IAUS308: The Zeldovich Universe: Genesis and Growth of the Cosmic Web(Jun.
23-28, 2014, Tallinn, Estonia)
5) Komatsu, Y., Umemura, M., Shoji, M., Kayanuma, M., Yabana, K., Shiraishi, K.,
“Toward extending our current biosignatures: Light absorption and energy transfer calculation in photosystem”, Origins2014, (Jul. 6-11, 2014, the Nara-ken New Public Hall, Nara)
6) Kidachi, K., Umemura, M., Shoji, M., Komatsu, Y., Kayanuma, M., Yabana, K., Shiraishi, K., “Theoretical investigation of alanine formation on interstellar dust”,
(poster), Origins2014, (Jul. 6-11, 2014, the Nara-ken New Public Hall, Nara)
7) Suzuki, H,. Umemura, M. “The effect of internal and background UV radiation on the
galaxy formation”, (poster), The physics of first star and first galaxy formation, (Jul. 9-14, 2014,Edinburgh, Scotland, UK)
8) Ogiya. G., Mori, M., “Solving the core-cusp problem through resonances between dark matter particles and density waves of interstellar gas”, (poster), IAU Symposium 311 Galaxy Masses as Constraints of Formation Models (Jul. 21-25, 2014, Oxford, UK)
9) Ogiya G., “The link among density structures, scaling laws and the too-big-to-fail problem of CDM halos”, (poster), 11th Potsdam Thinkshop: Satellite galaxies and dwarfs in the local group (Aug. 25-29, 2014, Potsdam, Germany)
10) Kirihara, T., Miki, Y., Mori, M., “ Puzzling Outer Density Profile of the Dark Matter
Halo in the Andromeda Galaxy”, (poster), Satellite galaxies and dwarfs in the local group, (Aug. 25-29, 2014, Potsdam, Germany)
11) Umemura, M., Takahashi, R. “The Cutting-edge of Radiation Hydrodynamics”, The 6th East-Asian Numerical Astrophysics Meeting (Sep.15-19, 2014, Suwon, Korea)
12) Miki, Y., Mori, M., Kawaguchi, T., Saito, Y., “Hunting a Wandering Supermassive Black
Hole in M31 Halo Hermitage using GPU Cluster”, The 6th East-Asian Numerical Astrophysics Meeting (Sep.15-19, 2014, Suwon, Korea)
13) Kirihara, T., Miki, Y., Mori M., “A new puzzle of the Cold Dark Matter Prediction in the
Outer Density Profile of the Andromeda Galaxy”, (poster), Evolving Galaxies in
14) Igarashi, A., Mori, M., Nitta, S., “Transonic solutions of isothermal galactic outflows in
gravitational potential of a dark matter halo and a super massive black hole”, Accretion
and Outflows throughout the scales from young stellar objects to AGNs (Oct.1-3, 2014,
Lyon, France)
15) Komatsu, Y., Umemura, M., Shoji, M., Kayanuma, “photosynthesis on exoplanets: Light
absorption model”, (Oct. 13-16, 2014, The 14th European Astrobiology Meeting, Edinburgh, Scotland)
16) Ishiyama, T. “Structures of Dark Matter Halos Near the Free Streaming Scale and Their Impact on Indirect Detections”, (poster), Fifth International Fermi Symposium (Oct. 20-24, 2014, Nagoya, Japan)
17) Umemura, M., Miki ,Y., “Development of Applications with GPU/TCA ~Research and
Development on Unified Environment of Accelerated Computing and Interconnection
for Post-Petascale Era~”, (poster), JST/CREST International Symposium on Post Petascale System Software (Dec. 2-4, 2014, Kobe, Japan)
18) Wagner, A. Y., Umemura, M., Bicknell, G. V. Types of AGN Feedback AGN Feedback Mini-workshop Dec.12, 2014 Research School of Astronomy and Astrophysics, Canberra, Australia.
19) Kawaguchi, T., Saito, Y., Miki, Y., Mori, M., “Relics of Galaxy Merging: Optical
Emission from a Star Cluster Trailing a Wandering Massive Black Hole in the M31
Halo”, (poster), Evolution of SMBHs with HSC: First results from initial dataset (Dec.18-20, 2014, Taipei, Taiwan)
20) Shibuya, T., Ouchi, M., Harikane, Y., “Size Evolution at z=0-10”, Getting a Grip on Galactic Girths (Feb.2-6, 2015, IPMU, Kashiwa, Japan)
21) Kawaguchi, T., Saito, Y., Miki, Y., Mori, M., “Relics of Galaxy Merging: Observational Predictions for a Wandering Massive Black Hole and Accompanying Star Cluster in
the M31 Halo”, (poster), 2015 Aspen Winter Conference -- Black Holes in Dense Star Clusters (Jan.17-22, 2015, Aspen, USA)
22) Kidachi, K., Umemura, M., Shoji, M., Komatsu, Y., Kayanuma, M., Shigeta, Y., “Glycine formation pathway via hydantoin in the interstellar medium”, (poster), Icy Grain
Chemistry for Formation of Complex Organic Molecules: From Molecular Clouds to
Protoplanetary Disks, Comets and Meteorites, (Mar. 5-7, 2015, Tokyo Institute of Technology, Japan)
(3) 国 学会 研究会発表
A) 招待講演
1) 森正 Research Activities of Astrophysics at CCS CCS – LBNL Collaborative
2) 石山智明, 大規模 ン 大規模 , 第27回 理論懇 ン 2014
12 24日～26日, 国立 文 , 鷹
B) そ 発表
1) 梅村 之 活動銀河核 ン 現状 展望 活動銀河核ワ ～2020
代 展望～ 2014 4 23～24日 国立 文 鷹
2) 五十嵐朱夏 森正 新 伸也 球 称 常銀河風 遷音速解析 世代大 規模 査 ン 挑 宇 再電 ン 2014 5 29日～30日
筑波大学計算科学研究 ン
3) 五十嵐朱夏 森正 新 伸也 球 称 常銀河風 遷音速解析 銀河進 研究会 2014 6 4日～6日 国立 文 東京都 鷹
4) 原崇亘, 木洋 , 森正 , Puzzling outer-density profile of the dark matter halo in the Andromeda galaxy , 銀河進 研究会(2014 6 4日～6日, 国立 文 , 鷹 )
5) 森正 , 原崇亘, 木洋 , 川 俊宏, 濟藤祐理子, ン 銀河 け さ
い 姿 日本 文学会2014 秋季 会 2014
9 11日～13日, 山形大学, 山形
6) 川 俊宏, 濟藤祐理子, 木洋 , 森正 , ン 銀河 潮汐破壊 耐え 衛 星銀河中心部 期待さ 観測的特徴 , 日本 文学会2014 秋季 会 2014 9 11
日～13日, 山形大学, 山形
7) 扇谷豪, Andreas Burkert Re–examining the Too–Big–To–Fail Problem for Dark Matter Halos with Central Density Cores 日本 文学会2014 秋季 会 2014 9 11日～
13日, 山形大学, 山形
8) 石山智明, New Numerical Galaxy Catalog (ν2GC) Model . II. 超大規模宇 論的N体
ン , 日本 文学会2014 秋季 会 2014 9 11日～13日, 山形大学, 山
形
9) 扇谷豪 Andreas Burkert Re-examining the Too-Big-To-Fail Problem for Dark Matter Halos with Central Density Cores 日本 文学会2014 秋季 会 2014 9 11日 ～13日, 山形大学, 山形
10) 五十嵐朱夏 森正 新 伸也 中心 力場
け 球 称 常銀河風 遷音速解析 日本 文学会2014 秋季 会 2014
9 11日～13日 山形大学 山形
11) 木立佳 , 梅村 之, 男, 松勇, 沼愛, 矢花一浩, 白石賢 , 星間 け 酸生 過程 理論的研究 , 日本 文学会2014 秋季 会 2014 9 11日～
13日 山形大学 山形
12) 五十嵐朱夏, 森正 , 新 伸也, 球 称 常銀河風 遷音速解 析 実現性 考察 流体力学会2014 会 2014 9 15日～17日 東 大学
手法 用い 異分 間連携 自然科学研究機構新分 創 ン 宇 け 生命研
究分 ＆JAXA地球周回軌遈 実験WG 研究会
＆第 回 ワ Part2 2014 11 29日, 岡崎 ン
ン ン , 岡崎
14) 松勇, 陽系外惑星 け 自然科学研究機構新分 創 ン 宇
け 生命研究分 ＆JAXA 地球周回軌遈 実
験WG 研究会＆第 回 ワ Part2 2014 11 29
日, 岡崎 ン ン ン , 岡崎
15) 木立佳 , 梅村 之, 男, 松勇, 沼愛, 育照, 星間 ン形 関 理論的考察 , 自然科学研究機構新分 創 ン 宇 け 生命研究分
＆JAXA地球周回軌遈 実験WG 研究会＆第
回 ワ Part2 2014 11 29日, 岡崎 ン ン
ン , 岡崎
16) 長谷川賢 大規模再電 ン 開発 第27回 理 論懇 ン 理論 文学 宇 物理学 境界領域 2014 12 24日～26日 国
立 文 鷹
17) 行方大輔, 赤外線放射 考慮し 輻射流体計算 開発 ,( ), 第
27回 理論懇 ン 理論 文学 宇 物理学 境界領域 2014 12 24日～
26日 国立 文 鷹
18) 五十嵐朱夏, 森正 , 新 伸也, 球 称 常銀河風 遷音速解 析 そ 応用 第27回 理論懇 ン 理論 文学 宇 物理学 境界領域 2014
12 24日～26日 国立 文 鷹
19) 藤一輝, 森正 , 扇谷豪, Cold dark matter halo け Cusp/Core 問
Too-Big-To-Fail問 関連性 第27回 理論懇 ン 理論 文学 宇 物理学 境界領域 2014 12 24日～26日 国立 文 鷹
20) 村 貴紀 銀河形 初期 銀河形状 第 27 回 理論懇 ン 理 論 文学 宇 物理学 境界領域 2014 12 24日～26日 国立 文 鷹
21) 木立佳 , 子 学計算 宇 酸生 過程 研究 第27回 理論懇 ン 理論 文学 宇 物理学 境界領域 2014 12 24日～26日 国立 文
鷹
22) 梅村 之 宇 生命計算科学 組 Computational Astrobiology (CAB) 計算科学 手法 用い 異分 間連携 自然科学 け 全体 ン 2015 1
19日～20日 山 8 前
23) 長谷川賢 再電 ン 開発 そ 用い 再電 期 け 21cm
線分 計算 初代星 初代銀河研究会 2015 1 19日～21日 東 大学
25) 鈴木裕行, 長谷川賢 梅村 之, Semelin, B., non-grid based Lya輻射輸 開 発 ( ) 初代星 初代銀河研究会(2015 1 19日～21日 東 大学 )
26) 原崇亘, 木洋 , 森正 , Puzzling outer-density profile of the dark matter halo in the Andromeda galaxy , 初代星 初代銀河研究会 2015 1 19日～21日, 東 大学 片 ン ,
27) 石山智明, New Numerical Galaxy Catalog (ν2GC) Model け 超大規模宇 論的N
体 ン , 26 度CfCA ン 2015 1 20日～
21日, 国立 文 , 鷹
28) 行方大輔, 再放射 考慮し 輻射流体計算 開発 , ( ), 26
度CfCA ン 2015 1 20日〜21日, 国立 文 , 鷹
29) 長谷川賢 輻射流体的 考慮し 新しい再電 ン
SKA-Japan ワ 2015 2015 3 3日〜5日 国立 文 , 鷹 )
30) 行方大輔, 再放射 考慮し 輻射流体計算 開発 , HPCI戦略 分 5全体 ン 2015 3 11日〜12日, 紀伊 , 東京都
31) 長谷川賢 大規模再電 ン 開発 日本
文学会2015 春季 会 2015 3 18日～21日 大阪大学 豊中
32) 藤 一 輝, 森 正 , 扇 谷 豪 Cold dark matter halo け cusp-core 問
too-big-to-fail 問 関連性 日本 文学会2015 春季 会 2015 3 18日～21日 大阪大学 豊中
33) 森正 構造 銀河進 研究会 新世紀 け 銀河宇 観測 方向
2015 3 31日～4 2日 KKR熱海, 熱海
(4) 著書 解 記 等 著書
＜宇 物理学 基礎＞ 宇 流体力学 基礎
福江純 和 一 梅村 之著 日本評論社 (2014)
翻訳
森正 銀河 操 日経 ン 2014 10 8 25日
解 記
情報処理 “ 京 威力 宇 正体 迫 超大規模 ン”,
石山智明 (情報処理学会, 2014 8 )
7. 異分野間連携 国際連携 国際活動等
異分 間連携
宇 生命分 間連携 星間空間 け 酸前 体 酸 生 過程
い 子力学計算 進 。
2) 系外惑星 け ン 機構 研究 松 梅村 石原
宇 生命分 間連携 系外惑星 大気吸 効果 入 捕 機構 い 子
学計算 進 。
国 連携
Masayuki Umemura
CCS-LBNL Collaborative Workshop, April 10th - 11th, 2014 Center for Computational Sciences, University of Tsukuba
Masao Mori, Collaboration with Prof. Andreas Burkert, "Supernova feedbacks and structure of
cold dark matter halo", (2014 9 30日～10 6日, Ludwig Maximilians Universität München,
Germany)
Alexander Wagner, 国
a) Collaboration with Prof. Joseph Silk (Institut d’Astrophysique de Paris) and Prof. Colin
Norman (Johns Hopkins University, Baltimore MD) on AGN-pressure Induced Star Formation in Disk Galaxies.
b) Collaboration with Raffaella Morganti and Tom Oosterloo (ASTRON, Netherlands), Kalliopi
Dasyra and Francoise Combes (Observatoire de Paris), Geoffrey Bicknell and Dipanjan Mukherjee (RSAA, ANU, Canberra, Australia), on Multiphase AGN-driven Outflows.
c) Collaboration with Christoph Federrath and Roland Crocker (RSAA, ANU, Canberra, Australia) on simulations and interpretations of the Fermi Bubble.
8. ンポ ウ ，研究会， ル等の開催実績
世代大規模 査 ン 挑 宇 再電 ン
2014 5 29日～30日 筑波大学計算科学研究 ン
宇 物理理論研究室発足20周 記念式典 2014 9 27日 研究支援 ン 交流会 2014 9 28日 筑波大学計算科学研究 ン
天体形成研究会
2014 10 17日 ～18日 筑波大学計算科学研究 ン
http://www.rccp.tsukuba.ac.jp/Astro/conferences/ccs/ja/2014/10/17/tentaikeisei/
超巨大 研究推進連絡会 第 回ワ
2014 11 3日 ～4日 筑波大学計算科学研究 ン
http://www.rccp.tsukuba.ac.jp/Astro/conferences/ccs/ja/2014/11/03/smbh-liason-workshop/
５） 初代星 初代銀河研究会
2015 1 19日～21日 東 大学
9. 管理 運営
組織運営や支援業務 委員 役員 実績
梅村 之
計算科学研究 ン ン 長
計算科学研究 ン 運営委員会委員長
計算科学研究 ン 人 委員会委員長
計算科学研究 ン 宇 原子核物理研究部門主任
計算科学研究 ン 運営協議会委員
計算科学研究 ン 研究企画室委員
物理学域 運営委員会委員
物理学域 宇 物理理論 長
森正
筑波大学計算科学研究 ン 共 研究委員会学 委員
宇
数理物質科学研究科学生相談室員
物理学域 書委員会委員
計算基礎科学連携拠 企画
10.社会 献 国際 献
森正 出前講義 宇 物理学入門 茨城県立並木中等教育学 2014 6 18日
11.その他 海外長期滞
扇谷豪
Ludwig-Maximilians-Universität München, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
