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宇宙論シミュレーション用のコンピュータソフトウェア

ΛCDM 宇宙における構造形成の GADGET シミュレーションからのスナップショット。

GADGETは、マックス・プランク天体物理学研究所のフォルカー・シュプリンゲルによって開発された、宇宙論的N体/ SPHシミュレーション用のフリーソフトウェアです。名前は「GAlaxies with Dark matter and Gas intEracT」の頭文字をとったものです。GNU GPL ^[1]の下で公開されています。例えば、銀河形成^[2]や暗黒物質^[3]の研究に利用できます。

説明

GADGETは、階層的ツリーアルゴリズム（オプションで長距離重力用の粒子メッシュ法と組み合わせる）を用いて重力を計算し、平滑化粒子流体力学（SPH）を用いて流体を表現します。このコードは、孤立系の研究や、周期境界条件の有無にかかわらず、宇宙の膨張を含むシミュレーションに使用できます。これらのすべてのシミュレーションにおいて、GADGETは自己重力非衝突N体系の発展を追跡し、オプションで気体力学を組み込むことができます。GADGETの力の計算と時間ステップは完全に適応型であり、そのダイナミックレンジは原理的に無制限です。

したがって、GADGETは、衝突・合体する銀河から宇宙における大規模構造の形成に至るまで、天体物理学的に興味深い幅広い問題を研究するために使用することができます。放射冷却や放射加熱といった追加の物理過程を組み込むことで、GADGETは銀河間ガス物質のダイナミクスの研究や、星形成とそのフィードバック過程による制御の研究にも使用することができます。

歴史

最初の公開バージョン（GADGET-1、2000年3月にリリース^[4]）は、サイモン・ホワイトの監督の下、フォルカーの博士課程プロジェクトの一環として作成されました。その後、フォルカー・シュプリンゲルがハーバード＆スミソニアン天体物理学センターとマックス・プランク研究所でポスドク研究員として勤務していた間に、サイモン・ホワイトとラース・ヘルンキストと共同で、コードは継続的に改良されました。

2番目の公開バージョン（GADGET-2、2005年5月にリリース^[5]）には、重力と通常のガス力学を超えたコード用に開発された多数の物理モジュールを除いて、これらの改善のほとんどが含まれています。最も重要な変更点は、新しい時間積分モデル、新しいツリーコードモジュール、重力とSPH力の新しい通信スキーム、新しい領域分割戦略、独立変数としてのエントロピーに基づく新しいSPH定式化、そして最後にTreePM機能の追加です。

参照

参考文献

^ 「GADGETによる宇宙論シミュレーション」マックス・プランク天体物理学研究所. 2018年1月21日閲覧。
^ Vogelsberger, Mark; Marinacci, Federico; Torrey, Paul; Puchwein, Ewald (2020年1月). 「銀河形成の宇宙論的シミュレーション」. Nature Reviews Physics . 2 (1): 42– 66. arXiv : 1909.07976 . Bibcode :2020NatRP...2...42V. doi :10.1038/s42254-019-0127-2. hdl : 1721.1/129432 . ISSN 2522-5820.
^ Angulo, Raul E.; Hahn, Oliver (2022年12月). 「大規模ダークマターシミュレーション」. Living Reviews in Computational Astrophysics . 8 (1). arXiv : 2112.05165 . Bibcode :2022LRCA....8....1A. doi : 10.1007/s41115-021-00013-z . ISSN 2367-3621.
^ Springel, Volker; Yoshida, Naoki; White, Simon DM (2001年4月). 「GADGET: 衝突なしのガス力学的宇宙論シミュレーションのためのコード」(PDF) . New Astronomy . 6 (2): 79– 117. arXiv : astro-ph/0003162 . Bibcode :2001NewA....6...79S. doi :10.1016/S1384-1076(01)00042-2. S2CID 5879269. 2018年1月21日閲覧.
^ Springel, Volker (2005年12月21日). 「宇宙論シミュレーションコードGADGET-2」(PDF) . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 364 (4): 1105– 1134. arXiv : astro-ph/0505010 . Bibcode :2005MNRAS.364.1105S. doi : 10.1111/j.1365-2966.2005.09655.x . S2CID 16378825. 2018年1月21日閲覧.

外部リンク

ガジェットホームページ

[GADGET-license-1] 「GADGETによる宇宙論シミュレーション」マックス・プランク天体物理学研究所. 2018年1月21日閲覧。

[2] Vogelsberger, Mark; Marinacci, Federico; Torrey, Paul; Puchwein, Ewald (2020年1月). 「銀河形成の宇宙論的シミュレーション」. Nature Reviews Physics . 2 (1): 42– 66. arXiv : 1909.07976 . Bibcode :2020NatRP...2...42V. doi :10.1038/s42254-019-0127-2. hdl : 1721.1/129432 . ISSN 2522-5820.

[3] Angulo, Raul E.; Hahn, Oliver (2022年12月). 「大規模ダークマターシミュレーション」. Living Reviews in Computational Astrophysics . 8 (1). arXiv : 2112.05165 . Bibcode :2022LRCA....8....1A. doi : 10.1007/s41115-021-00013-z . ISSN 2367-3621.

[Springel2001-4] Springel, Volker; Yoshida, Naoki; White, Simon DM (2001年4月). 「GADGET: 衝突なしのガス力学的宇宙論シミュレーションのためのコード」(PDF) . New Astronomy . 6 (2): 79– 117. arXiv : astro-ph/0003162 . Bibcode :2001NewA....6...79S. doi :10.1016/S1384-1076(01)00042-2. S2CID 5879269. 2018年1月21日閲覧.

[Springel2005-5] Springel, Volker (2005年12月21日). 「宇宙論シミュレーションコードGADGET-2」(PDF) . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 364 (4): 1105– 1134. arXiv : astro-ph/0505010 . Bibcode :2005MNRAS.364.1105S. doi : 10.1111/j.1365-2966.2005.09655.x . S2CID 16378825. 2018年1月21日閲覧.