多様な銀河環境における分子雲及び星団形成過程の多相星間媒質論に基づく理論的解明

• Project/Area Number: 13J06423
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 岩崎 一成 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,760,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 星形成 / 星間媒質 / 磁気流体シミュレーション / 数値計算法

Outline of Annual Research Achievements

近年の観測により、星はフィラメント状の分子雲の中で形成されることが明らかになってきた。今年度は、衝撃波による分子雲圧縮によって形成される圧縮層におけるフィラメント分子雲形成過程を、磁場を考慮して線形解析と3次元数値磁気流体シミュレーションを用いて調べた。
我々は、まず始めに、衝撃波圧縮領域における重力的不安定性の成長を線形解析を用いて調べた。その結果、観測されているように、フィラメントの軸は磁場に垂直になる事、そして、その質量は磁場無しの場合と比べて大きくなることを明らかにした。(衝撃波のマッハ数)と(衝撃波圧縮を受ける前のガスのプラズマベータ)のパラメータ空間で線形解析を行い、フィラメントが形成される時刻と、その質量を予言した。形成されるフィラメントは、現実的なパラメータ範囲では、重力崩壊するのに十分な質量を持つことが分かった。
我々は、さらに3次元数値磁気流体シミュレーションを用いて、衝撃波圧縮領域の非線形時間発展を調べた。初期揺らぎが小さい場合は、線形解析の結果と良い一致を示した。しかし、ある程度より初期揺らぎが大きい場合は、衝撃波面が揺らぐ効果によって、超音速のガス流が磁場に沿って生じる。このガス流によってフィラメント構造が作られる事が分かった。フィラメントの3次元的構造は、磁場方向に潰れた平たい構造を取る。この構造が揺らぎを持った超音速流によって大きく揺らぐ。この事は、観測されているフィラメントの内部構造を説明できる可能性がある。今後は、より広いパラメータ領域で同様の計算を行い、系統的にフィラメント構造の形成過程を明らかにしていく予定である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Self-sustained Turbulence without Dynamical Forcing : A Two-dimensional Study of a Bistable Interstellar Medium (2014)
  • Author(s): Kazunari Iwasaki, Shu-ichiro Inutsuka
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 484 Issue: 2 Pages: 115-115
  • DOI: 10.1088/0004-637x/784/2/115
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hyperbolic divergence cleaning method for Godunov smoothed particle magnetohydrodynamics (2013)
  • Author(s): Kazunari Iwasaki Shu-ichiro Inutsuka
  • Journal Title: Astronomical Society of the Pacific Volume: 474 Pages: 239-244
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An explicit scheme for ohmic dissipation with smoothed particle magnetohydrodynamics (2013)
  • Author(s): Tsukamoto, Yusuke, Iwasaki, K, Inutsuka, S
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 434 Issue: 3 Pages: 2593-2599
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1205
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-Phase Dynamics of Magnetized Interstellar Medium (2013)
  • Author(s): Shu-ichiro Inutsuka, Tsuyoshi Inoue, Kazunari Iwasaki
  • Journal Title: Astronomical Society of the Pacific Volume: 476 Pages: 369-369
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 衝撃波圧縮が駆動するフィラメント状分子雲形成 (2015)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
  • Place of Presentation: 大阪大大学
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [Presentation] Filamentary Cloud Formation by Gravitational Instability of Shocked Magnetized Gas Layers (2014)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: Star Formation Across Space and Time
  • Place of Presentation: ESA/ESTEC, The Netherlands
  • Year and Date: 2014-11-11 – 2014-11-14
• [Presentation] 磁化した衝撃波圧縮層におけるフィラメント状分子雲の形成 (2014)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: 名古屋大学南半球研究センター研究会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2014-10-01 – 2014-10-13
• [Presentation] 磁化した衝撃波圧縮層における誘発的星形成 (2014)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: 茨城大学推進研究プロジェクト研究会
  • Place of Presentation: 茨城大学
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-19
• [Presentation] 磁化した衝撃波圧縮層における大質量フィラメント形成 (2014)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
  • Place of Presentation: 山形大学
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 大質量フィラメントの進化過程 (2014)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
  • Place of Presentation: 国際基督教大学
  • Year and Date: 2014-03-22
• [Presentation] Star formation in massive filamentary molecular clouds (2014)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: workshop Birth and death of high-mass stars Lesann on new exper preses of the interstellar medium
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2014-01-10
• [Presentation] Turbulent Structure in Bistable Interstellar Medium : A Self-Sustaihed Mechanism (2013)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: Physical Processes in the ISM
  • Place of Presentation: Garching Germany
  • Year and Date: 2013-10-21
• [Presentation] 磁場による角運動量輸送とアウトフローの分解能依存性 (2013)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Presentation] 星間二相流体乱流構造 : 二次元乱流の自己維持機構 (2013)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Presentation] Resolution Limit in Simulations of Outflows in Collapsing Magnetized Cloud Cores (2013)
  • Author(s): 岩崎一成、犬塚修一郎
  • Organizer: Protostar & Planet VI
  • Place of Presentation: Heldelberg, Germany
  • Year and Date: 2013-07-15
• [Remarks]
  • URL: http://www.ta.phys.nagoya-u.ac.jp/iwasaki/study_gyouseki.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.ta.phys.nagoya-u.ac.jp/iwasaki/study_gyouseki.html