私は銀河形成理論の研究をしています。研究手段としては（磁気）流体力学シミュレーション、輻射輸送計算、（準）解析的あるいは半経験的なモデル、そして時には自ら観測することにより銀河形成の物理的な理解を進めようとしています。主な成果として塵の輻射輸送計算に基づく総合的な観測量の予測により、実際に観測された量とシミュレーションを直接比較ができるというものがあり、15年以上にわたりこの分野を切り拓いてきました。その他にもいろいろな研究をしています、星からのフィードバック、爆発的な星形成、赤外線観測で見つかる銀河、高赤方偏移銀河、原始銀河団、そして塵に隠された活動銀河核など。相対論的環境におけるフィードバックシミュレーションFIREのPIであり、他にもSPT-SMG, COSMOS-Web, GOALS-JWST, ALPINE/ANDES, Halfway to the Peak, CHAMPS, そしてBeasts in the Bubblesなど多くの観測協力メンバーです。

予測のもっとも顕著なものは、今まで考えられてきたものに反して、サブミリ波で観測されるような銀河たちが、合体による爆発的星形成に支配されているのではなく、もっといろいろなものが混ざり合っているというものです(Hayward et al. 2011, 2012, 2013a,b, 2021)。このことはALMAやJWSTを使った観測による多くの証拠から支持されています。もう一つの重要な成果は、星からのフィードバックが星形成を統制することや、アウトフローの駆動を説明する解析的なモデルです(Hayward & Hopkins 2017)。さらに塵に深く隠された銀河たちのうち、活動銀河核が、その母銀河の銀河全体にわたる低温の塵からの放射を支配することを示しました(McKinney, Hayward et al. 2021)。また赤外線光度が、活動が低下しつつある、あるいは最近低下した銀河の星形成率を過大に見積もってしまいます(Hayward et al. 2014)。それからFIREによる銀河形成モデルから必然的に導かれる爆発的星形成の紫外光での光度関数の見積もりが、最近のJSWTによる高赤方偏移銀河の観測値とよく合うことを示しました(Sun, Faucher-Giguere, Hayward et al. 2023)。