研究テーマ：銀河の形成進化と元素の起源
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Ia型超新星の起源
- 白色矮星連星系における質量降着モデル、伴星は普通の星
- 連星系の進化を考えると金属量効果が重要 (Kobayashi et al. 1998)
- 観測されるわずかな明るさのばらつきも説明できる (Umeda et al. 1999)
- 宇宙論パタメータ決定におけるダスト効果を見積った (Totani & Kobayashi 1999)
- 宇宙のIa型超新星頻度はz~1.5から急激に減少と予測 (Kobayashi et al. 1998, 2000)
- 最新の観測で示された二山の寿命分布は予測通り (Kobayashi & Nomoto 2009)
- 暗めのIa型超新星のサブクラスのモデルを構築 (Kobayashi, Hachisu, Nomoto 2015)
- 元素合成テーブルを更新、マンガンMn量から親星に制約をつける (Kobayashi, Leung, Nomoto 2020a; 右図)
- まずは横軸、鉄の進化を知らねばならぬということで始めた修士論文(1999)の課題でした。
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銀河および宇宙の化学進化・銀河考古学
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- 化学組成は星形成の遺跡。生まれた星は光るために元素合成をし、死ぬときに超新星爆発を起こして重元素を放出するから。異なる重元素は異なる超新星によって異なるタイムスケールで放出されるので、化学組成比は時間進化する (右図)。複数の多天体分光器MOSにより近傍の数百万の星の元素組成が観測されつつある。
- ２分で銀河がつくれる One-zone Model (e.g., Kobayashi, Tsujimoto, Nomoto 2000)
- ２ヶ月かかる Cosmological Simulation (e.g., Kobayashi, Springel, White 2007)
- 超新星の元素合成テーブルを更新、亜鉛Zn量から極超新星の必要性を示す (Kobayashi, Umeda, Tominaga, et al. 2006)
- 漸近巨星分枝星も含めて元素合成テーブルを更新、同位対比の進化も示す (Kobayashi, Karakas, Umeda 2011)
- 中性子捕獲過程も含めて元素合成テーブルを更新、周期表の進化を示す (Kobayashi, Karakas, Lugaro 2020b; 右図)
- 元々、銀河に応用するために始めたのだが、こっちの方で有名になってしまった。
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銀河および宇宙における重元素の空間分布
- 銀河の内部構造、とくに化学組成の空間分布には、銀河の歴史が刻まれている。面分光装置IFUにより観測可能になった。
- 近傍楕円銀河の金属量勾配の観測 (Kobayashi & Arimoto 1999)
- 遠方(z<1)楕円銀河の色勾配の観測 (Tamura, Kobayashi, et al. 2000)
- 楕円銀河が渦巻銀河同士の衝突合体からだけ生まれたと考えるのは不可能で、楕円銀河の形成過程では dissipation & chemical enrichment が重要で、dry merger はナンセンス。
- 銀河形態の起源−なぜ渦巻銀河と楕円銀河ができるのか？ 矮小銀河とは？
- 環境効果−銀河団における銀河進化は？
- 学部の卒業研究(1997)でもらった課題をいまだに探求してします。
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化学力学進化シミュレーション
- ダークマターとガス流体の力学計算と同時に星形成と化学進化を解き、銀河の形成と時間進化をコンピューター・シミュレーションで追う！
- GRAPE-SPHコードでCDMによる初期ゆらぎから矮小銀河の衝突合体により120以上の楕円銀河を形成 (Movie)
- 楕円銀河の金属量勾配の多様性の起源は衝突合体史の違いである (Kobayashi 2004)
- 楕円銀河の相関関係とFundamental Planeも再現できる (Kobayashi 2005)
- 別の150の初期条件から銀河系を形成し (Movie)、バルジ・ディスク・ハローのO-Zn元素組成分布を再現 (Kobayashi & Nakasato 2011)
- Gadgetコードに極超新星による熱フィードバックを入れ、小質量円盤銀河から銀河風を確認 (Movie)
- 宇宙の大規模構造形成を計算し (Movie)、宇宙の星形成史、化学進化史、銀河風の質量依存、質量-金属量関係の観測を再現 (Kobayashi, Springel, White 2007)
- 銀河中心核からのフィードバックを入れ、観測をより再現 (Taylor & Kobayashi 2014,15ab,16,17; Movie))
- 高解像度計算で、遠方(z=2)の棒渦巻き銀河を形成 (Vincenzo, Kobayashi, Yuan 2019)
- 遠方銀河のCNO量進化を予測し、系外銀河考古学を提唱 (Vincenzo & Kobayashi 2018ab)
- 銀河系のユーロピウムEu量から超新星での中性子捕獲過程を予測 (Haynes & Kobayashi 2019)
- 銀河系における全元素の分布と進化を予測 (Kobayashi 2021, in prep.; Movie)
- 私が始めた当初(2000)はごく少人数しかやってなかったのに、今や複数の大グループが競合。が、あえて組さず、小チームで独自路線を貫いています。
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初代星：宇宙で最初に生まれた星とブラックホール
- 遠方(z=2.34)の吸収線系から初代星に制約をつける (Kobayashi, Tominaga, Nomoto 2011)
- 銀河系中心部バルジの低金属量星([Fe/H]=-3.94)からも制約をつける (Howes et al. 2015, Nature)
- 初代星から低質量の超新星が起きた証拠を示す (Kobayashi, Ishigaki, Tominaga, Nomoto 2014)
- 200以上の低金属量星の元素組成パターンを解析し初代星の質量分布を導出 (Ishigaki, Tominaga, Kobayashi, Nomoto 2014, 2018)
- 初代ブラックホールから銀河中心核を形成し、銀河との共進化を計算 (Taylor & Kobayashi 2014,15ab,16,17)
- ブラックホール同士の合体による重力波の頻度を予測 (du Buisson et al. 2020)
- だいぶ前からこのあたりに興味があって、向かってきた気がする。
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