国立天文台天文シミュレーションプロジェクト成果報告書棒渦巻銀河における星形成遠野恭平(東北大学) 利用カテゴリ XC-Trial 渦巻き銀河を観測すると、渦状腕に沿ってダークレーンが見つかる。このダークレーンは、渦状腕のポテンシャルに落ち込んだ星間ガスの衝撃波で生じたものであり、衝撃波を通過し圧縮されたガスが星形成する場であると考えられている。この考えは、観測をうまく説明できるため、渦巻き銀河の星形成シナリオとして一般的なものとなっている。しかし、棒渦巻銀河の星形成は、このプロセスだけでは説明できない問題がある。棒渦巻銀河のbarと渦状腕は、どちらもはっきりとしたダークレーンを持つ。このことから、２つの領域では同様の星形成が生じると考えられる。しかし実際は、渦状腕では星形成が見られるのに対し、barではそれがほとんど見られず、２つの領域で星形成率(SFR)や星形成効率(SFE)に２倍程度の差があることが分かっている(Momose et al.,2013)。この星形成の違いは何によって生じるのか？これをシミュレーションを用いて明らかにしようというのが本研究のテーマである。上記の研究を行うため、本研究ではSmoothed Particle Hydrodynamics(SPH)法とtree 法を用いている。各手法のコーディングは既に完了しているため、今回はXC30-Trialカテゴリにて適切な解像度やタイムステップの見積り作業を行い、1 つのモデルの計算に要する時間を算出した。以下、その概要を述べる。初めに計算に必要な粒子数について考える。星形成は、衝撃波によって形成される巨大分子雲(GMC)等の構造内で行われる。よって、星形成について調べる本研究では、分解能の目安として、1 つの GMC を数十個の SPH 粒子で構成できるだけの粒子数を得る事が望ましい。一般的な巨大分子雲(GMC)の質量は究では、ガスの総質量がはと言われており、本研であるような銀河を想定する。よって、適切な粒子数個となる。次に、適切なタイムステップの長さについて考察する。本研究は、ガスが bar や spiral を通過する際の運動に着目するため、ガスがそれらの構造を通過するおおよそのタイムスケールである 10Myr よりも十分短いタイムステップが求められる。よって今回はタイムステップを 0.1Myr として計算を行う。1 モデルの計算時間として、銀河が数回転するタイムスケールである 1Gyr を採用すると、全ステップ数はとなる。以上の条件下でテスト計算を行った結果、1 ステップあたりの計算時間は 128 並列で 19s であった。これより、1 モデル(10000 ステップ)の計算時間は約 53h となる。 XC-Trial のコア数の上限より正確な値は検証できないが、XC-MD カテゴリの Large キューを用いた場合、1 モデルの計算時間は 640 並列で最高 11h まで短くなることが期待される。この見積もりでもってモデルを構築し、研究を進めていく予定である。