近傍銀河内の分子雲衝突現象から解明する星形成が起きるための物理条件

• Project/Area Number: 22KJ0509
• Project/Area Number (Other): 21J00108 (2021-2022)
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund (2023); Single-year Grants (2021-2022)
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 前田 郁弥 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 星形成 / 銀河 / 分子雲

Outline of Research at the Start

分子雲衝突は、分子ガスを高密度に圧縮し大質量形成を促進させると考えられており、銀河の星形成における重要なプロセスであると近年注目されている。しかし、星形成が誘発されるために必要な条件（衝突速度など）はまだ不明な点も多い。また、天の川銀河以外の銀河を対象とした研究例は少なく、調査済みの環境が限られている点も問題点である。そこで本研究では、様々な形態の円盤銀河だけではなく、衝突銀河などの特異な銀河も対象に、様々な環境に対し、分子雲衝突を包括的に調べ、星形成が誘発されるための物理条件を求める。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、近傍銀河を対象に、分子雲衝突によって星形成が誘発(抑制)されるための物理
条件を解明することである。本年度は近傍銀河の分子雲衝突に関連して以下の2つの研究を行った。

1. 近傍棒渦巻銀河NGC3627を対象とした研究：円盤銀河の星形成効率は、銀河内部の構造に依存し、特にBarでは低く、Bar-end（BarとArmの結合部）では高い。近年では、内部構造が分子雲衝突の性質に影響を与えている説が唱えられている。さらに、分子雲衝突による星形成シナリオでは、星形成は分子雲の衝突速度が大きいほど、また分子雲の面密度が小さいほど星形成が誘起されにくい。そこで、近傍棒渦巻銀河NGC3627を対象に、分子雲の衝突速度、面密度、星形成効率の関係が銀河の内部構造にどのように依存しているか調査した。結果として、分子雲衝突による星形成効率は衝突速度が大きいほどまた分子雲の面密度が小さいほど小さくなる傾向が明らかになった。さらに、BarとBar-endを比べるとBarのほうが衝突速度が大きく面密度が低いため、星形成効率が低いことがわかった。

2. 衝突銀河アンテナ銀河を対象とした研究：分子雲衝突の性質を円盤銀河だけではない様々な環境においても調べるため、京都大学との共同研究として、1. の研究と同じ手法を、近傍の衝突銀河アンテナ銀河に適用した。円盤銀河と違い、衝突銀河は銀河同士が100 km/sを超える速度で衝突しており、円盤銀河では知ることのできない非常に激しい分子雲衝突の性質を調べることができる。調査した結果、衝突速度は100　km/s前後と非常に大きいが、1.と同様に、分子雲衝突による星形成効率は衝突速度が大きいほどまた分子雲の面密度が小さいほど小さくなる傾向が見られた。以上から、分子雲衝突による星形成の性質が環境が異なれど、定性的に同じであることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Detection of CO(1?0) Emission at the Tips of the Tidal Tail in the Antennae Galaxies (2024)
  • Author(s): Maeda Fumiya、Egusa Fumi、Tsujita Akiyoshi、Inoue Shuhei、Kohno Kotaro、Komugi Shinya、Ohta Kouji、Asada Yoshihisa、Fujimoto Yusuke、Habe Asao、Hatsukade Bunyo、Inoue Shin、Kaneko Hiroyuki、Kobayashi Masato I. N.、Tosaki Tomoka
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 962 Issue: 1 Pages: 4-4
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ad1932
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Statistical Study of the Star Formation Efficiency in Bars: Is Star Formation Suppressed in Gas-rich Bars? (2023)
  • Author(s): Maeda Fumiya、Egusa Fumi、Ohta Kouji、Fujimoto Yusuke、Habe Asao
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 943 Issue: 1 Pages: 7-7
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aca664
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 棒渦巻銀河における星形成抑制メカニズム (2022)
  • Author(s): 前田 郁弥
  • Journal Title: 天文月報 Volume: 115 Pages: 384-394
• [Journal Article] 衝突流を通して俯瞰する誘発的星形成：銀河スケールから分子雲コアまでを追う (2022)
  • Author(s): 徳田 一起、榎谷 玲依、町田 正博、藤本 裕輔、前田 郁弥、植田 準子、金子 紘之
  • Journal Title: 天文月報 Volume: 115 Pages: 713-724
• [Journal Article] CO Excitation and its Connection to Star Formation at 200 pc in NGC 1365 (2022)
  • Author(s): Egusa Fumi、Gao Yulong、Morokuma-Matsui Kana、Liu Guilin、Maeda Fumiya
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 935 Issue: 2 Pages: 64-64
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac8050
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CO(2-1)/CO(1-0) Line Ratio on a 100 Parsec Scale in the Nearby Barred Galaxy NGC 1300 (2021)
  • Author(s): Maeda, Fumiya; Egusa, Fumi; Ohta, Kouji; Fujimoto, Yusuke; Habe, Asao ; Asada, Yoshihisa
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 926 Issue: 1 Pages: 96-110
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac4505
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 棒渦巻銀河 NGC3627 における銀河の内部構造と分子雲衝突、星形成の関係 (2024)
  • Author(s): 前田郁弥
  • Organizer: 天の川銀河研究会2024
• [Presentation] 棒渦巻銀河 NGC3627 における銀河の内部構造と分子雲衝突、星形成の関係 (2024)
  • Author(s): 前田郁弥
  • Organizer: 分子雲衝突が駆動する巨大分子雲の進化と星形成
• [Presentation] Detection of CO(1-0) emission at the tips of the tidal tail in the Antennae galaxies with NRO 45m (2023)
  • Author(s): Fumiya Maeda
  • Organizer: ALMA/45m/ASTE Users Meeting 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Statistical Study of the Star Formation Efficiency in Gas-rich Bars (2023)
  • Author(s): Fumiya Maeda, Fumi Egusa, Kouji Ohta, Yusuke Fujimoto, Asao Habe
  • Organizer: ALMA at 10 years: Past, Present, and Future
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Statistical Study of the Star Formation Efficiency in Bars: Is Star Formation Suppressed in Gas-rich Bars? (2023)
  • Author(s): Fumiya Maeda, Fumi Egusa, Kouji Ohta, Yusuke Fujimoto, Asao Habe
  • Organizer: 2023 Asia-Pacific Regional IAU Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 野辺山45mとACAを用いた近傍銀河のCO観測 (2023)
  • Author(s): 前田郁弥
  • Organizer: アタカマコンパクトアレイで探る星間ガス: 星・惑星形成から銀河まで
• [Presentation] 棒渦巻銀河 NGC3627 における銀河の内部構造と分子雲衝突、星形成の関係 (2023)
  • Author(s): 前田 郁弥, 江草芙実, 太田耕司, 藤本裕輔, 羽部朝男, 小林将人
  • Organizer: 日本天文学会2023年春季年会
• [Presentation] 潮汐矮小銀河の分子ガスの性質 1 (2023)
  • Author(s): 前田 郁弥, 江草芙実, 河野孝太郎, 辻田旭慶, 井上修平, 廿日出文洋, 太田耕 司, 浅田喜久, 井上真, 濤崎智佳, 小麥真也, 金子紘之, 藤本裕輔, 羽部朝男, 小林将人
  • Organizer: 日本天文学会2023年春季年会
• [Presentation] 棒渦巻銀河における分子雲衝突現象について (2023)
  • Author(s): 前田 郁弥
  • Organizer: 銀河中心研究会2023
• [Presentation] 棒渦巻銀河における分子雲衝突の研究 (2023)
  • Author(s): 前田 郁弥
  • Organizer: 近傍宇宙の観測的研究で探る星間物質ライフサイクル
• [Presentation] 棒渦巻銀河の棒部における星形成効率の統計的調査 2 (2023)
  • Author(s): 前田 郁弥、江草 芙実、太田 耕司、藤本 裕輔、羽部 朝男
  • Organizer: 日本天文学会2023年春季年会
• [Presentation] Statistical Study of the Star Formation Efficiency in Bars: Is Star Formation Suppressed in Gas-rich Bars? (2023)
  • Author(s): 前田 郁弥
  • Organizer: 2022年度宇宙電波懇談会シンポジウム
• [Presentation] 近傍銀河における kpc スケールのガス密度頻度分布 (GDH) (2023)
  • Author(s): 松坂怜, 半田利弘, 村瀬建, 柴田洋佑, 笠井梨名, 前田郁弥, 藤本裕輔, 伊東拓実
  • Organizer: 日本天文学会2023年春季年会
• [Presentation] Is star formation in bars suppressed? (2022)
  • Author(s): Fumiya Maeda
  • Organizer: IAU Symposium 373: Resolving the Rise and Fall of Star Formation in Galaxies
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Statistical Study of the Star Formation Efficiency in Gas Rich Bars: Is Star Formation Suppressed in Bars? (2022)
  • Author(s): Fumiya Maeda
  • Organizer: A half century of millimeter and submillimeter astronomy: Impact on astronomy/astrophysics and the future
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CO excitation and its connection to star formation and outflow in NGC 1365 (2022)
  • Author(s): Fumi Egusa, Yulong Gao, Kana Morokuma-Matsui, Guilin Liu, Fumiya Maeda
  • Organizer: 日本天文学会2022年秋季年会
• [Presentation] CO(2-1)/CO(1-0) line ratio on a ~100 parsec scale in the nearby barred galaxy NGC 1300 (2022)
  • Author(s): Fumiya Maeda
  • Organizer: Galaxy Evolution Workshop 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CO(2-1)/CO(1-0) line ratio on a ~100 parsec scale in the nearby barred galaxy NGC 1300 (2022)
  • Author(s): Fumiya Maeda
  • Organizer: East-Asian ALMA Science Workshop 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 棒渦巻銀河の棒部における星形成効率の統計的調査 (2022)
  • Author(s): 前田 郁弥、江草 芙実、太田 耕司、藤本 裕輔、羽部 朝男
  • Organizer: 日本天文学会2022年春季年会
• [Presentation] CO(2-1)/CO(1-0) line ratio on a ~100 parsec scale in the nearby barred galaxy NGC 1300 (2021)
  • Author(s): Fumiya Maeda
  • Organizer: ALMA/45m/ASTE Users Meeting 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 棒渦巻銀河における棒部の星形成効率について (2021)
  • Author(s): 前田 郁弥
  • Organizer: 銀河星形成研究会2021
• [Presentation] 棒渦巻銀河 NGC1300 における巨大分子雲の CO(2-1)/CO(1-0) 比 (2021)
  • Author(s): 前田 郁弥、江草 芙実、太田 耕司、浅田喜久、藤本 裕輔、羽部 朝男
  • Organizer: 日本天文学会2021年秋季年会
• [Presentation] Connection among environment, cloud-cloud collision speed, and star formation activity in the strongly barred galaxy NGC 1300 (2021)
  • Author(s): 前田 郁弥
  • Organizer: 様々なスケールの衝突流による誘発的星形成 ~大質量星から超大質量星団まで~
• [Remarks] 星の材料があるのに星が誕生しない!?：棒渦巻銀河における星形成抑制現象
  • URL: https://www.nro.nao.ac.jp/news/2023/0630-maeda.html