日本的东北大学大学院理学研究科平居悠研究员等人的研究团队与国立天文台、计算基础科学合作基地、神户大学共同利用国立天文台的天文学专用超级计算机“ATERUI Ⅱ”，以世界最高分辨率成功模拟了银河系的形成情况。模拟结果表明，含有大量金、白金等比铁重的贵金属元素的星体，形成于100多亿年前银河系起源的小银河。另外，模拟中形成星体的元素量、运动与银河系恒星的观测结果一致。
本研究中使用的银河系形成的模拟中恒星和气体的分布示意图。黄色的点代表恒星，蓝色和白色的发散云代表气体。（供图：东北大学平居悠研究员）
通过国立天文台昂望远镜等的观测，已确认到银河系中有多个比铁重的元素（金，白金等贵金属）、铁比例是太阳5倍以上的星体。欧洲发射的位置天文观测仪“盖亚”，已明确这些星体多数与太阳有着不同的轨道。这些特征表明，富含比铁重的元素的星体的形成可能反映着银河系的形成历史，但尚不清楚这些星体在银河的历史中是何时以及如何形成的。
为此，研究团队对138亿年前宇宙诞生到现在的银河系形成进行了模拟。结果表明，许多富含比铁重的贵金属元素的星体，都是100多亿年前在银河系起源的小银河中形成的。该模拟对宇宙初期密度不均匀、暗物质及气体因重力而聚集，在其中形成星体的过程进行了计算。
研究团队通过使用独自开发的数值计算代码及“ATERUI Ⅱ”，实现了比以往高10倍分辨率的计算。由此，空间性地分解出了过去无法分解的银河系起源的小银河，并探索出了其中星体诞生的情况。
平居研究员表示 “为了进行该模拟，我们反复实施了多次大规模的代码开发和测试，花了7年左右时间取得了成果。今后，将进行大规模模拟来解析太阳那样的恒星。希望通过对银河系的星体观测及模拟，解开138亿年来银河系形成的历史。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
论文：Origin of highly r-process-enhanced stars in a cosmological zoom-in simulation of a Milky Way-like galaxy
DOI：10.1093/mnras/stac2489
