Revealing Massive Star Formation through Theory and Observation
Project/Area Number |
19K14760
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology (2022-2023) National Astronomical Observatory of Japan (2020-2021) Osaka University (2019) |
Principal Investigator |
田中 圭 東京工業大学, 理学院, 助教 (20634455)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | 大質量星形成 / ALMA / 降着円盤 / ダスト / 低金属量 / 大質量星原始星 / 模擬観測 / 大質量原始星 / MHDシミュレーション / 輻射フィードバック / 理論天文学 / 電波天文学 / 計算物理 |
Outline of Research at the Start |
本研究課題では、大質量星の形成過程に理論・観測の両面から迫る。大質量星は、自身が放出する強烈な輻射と磁場駆動のアウトフローによる複合的なフィードバックを受けながら誕生する。しかし、両物理機構を整合的に考慮した研究は未だに行われていない。そこで本研究では輻射磁気流体シミュレーションにより、両フィードバックのもとでの大質量星形成の様子を理論的に明らかにしてゆく。同時に、最新のALMA望遠鏡による大質量原始星の観測提案・データ解析も進める。理論モデルと観測データの比較により、強烈な輻射と磁気駆動風のもとでの大質量星形成過程の解明を目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
最終年度、理論面からは、ダスト成長・破壊を考慮した大質量原始星円盤のモデル構築, MHDシミュレーションによる原始星アウトフローの力学特性と観測特性予測, 大質量原始星団形成におけるHii領域の観測特性予測などに関する論文が4本出版された。特に、降着率が非常に高い大質量原始星円盤においてもダストは数百μm程度まで成長することが明らかとなった意義は大きい。このダスト成長は観測特性に重大な影響を与えうるため、山室氏と協力のうえ、円盤モデルから連続波観測予測を可能とする新しい解析解を導出し、それを利用することで大質量原始星円盤GGD27-M1のALMA観測からダストサイズや降着率などを見積もることに成功した。現在、当該研究については2本の投稿論文を準備中である。観測研究としては、銀河系および大小マゼラン雲の大質量原始星に対するALMA高分解能観測など共著論文が6本出版されており、初期宇宙のような低金属量環境における大質量原始星の力学・化学過程の解明にも重要な成果が挙げられている。 研究期間を通じ、強烈なフィードバックのなかで大質量星がどのように誕生するのか、その様相が明らかになってきた。光電離領域が形成された後も降着円盤を通じたガス降着が継続するような大質量原始星を初めて発見し、その成果をもとに新たなサーベイ観測も進行している。また、フィードバック克服の鍵となる降着円盤の物理・化学特性の解明にも大きく貢献してきた。特に大質量原始星円盤におけるダスト合体成長や難揮発性物質蒸発という過程は、岩石惑星形成との関連性も高いことが新たに理解され、「熱い円盤」の研究は今後の星・惑星研究の重要なテーマのひとつになっていくと期待される。さらに低金属量環境における星形成について、理論だけでなく観測的研究を開始できたことは、今後の宇宙史を通じた星駅性の普遍性・多様性を解明する重要な一歩である。
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Report
(5 results)
Research Products
(83 results)
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[Journal Article] Isolated Massive Star Formation in G28.20-0.052022
Author(s)
Law Chi-Yan、Tan Jonathan C.、Gorai Prasanta、Zhang Yichen、Fedriani Ruben、Tafoya Daniel、Tanaka Kei E. I.、Cosentino Giuliana、Yang Yao-Lun、Mardones Diego、Beltran Maria T.、Garay Guido
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 939
Issue: 2
Pages: 120-120
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Survey. IV. Isolated Protostars2022
Author(s)
Fedriani Ruben、Tan Jonathan C.、Telkamp Zoie、Zhang Yichen、Yang Yao-Lun、Liu Mengyao、De Buizer James M.、Law Chi-Yan、Beltran Maria T.、Rosero Viviana、Tanaka Kei E. I.、Cosentino Giuliana、Gorai Prasanta、Farias Juan、Staff Jan E.、Whitney Barbara
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 942
Issue: 1
Pages: 7-7
DOI
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[Journal Article] Chemistry and physics of a low-metallicity hot core in the Large Magellanic Cloud2020
Author(s)
Shimonishi, T., Das, A., Sakai, N., Tanaka, K. E. I., Aikawa, Y., Onaka, T., Watanabe, Y., and Nishimura, Y.
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 891
Issue: 2
Pages: 164-164
DOI
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[Presentation] Salty Twin Disks in IRAS 16547-42472021
Author(s)
Kei E. I. Tanaka, Yichen Zhang, Tomoya Hirota, Nami Sakai, Kazuhito Motogi, Kengo Tomida, Jonathan C. Tan, Viviana Rosero, Aya E. Higuchi, Satoshi Ohashi, Mengyao Liu, & Koichiro Sugiyama
Organizer
The 237th AAS Meeting
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Author(s)
Kei E. I. Tanaka
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