| Project/Area Number |
22KJ1588
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| Project/Area Number (Other) |
22J15861 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
安部 大晟 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 星形成 / 磁気流体力学 / 星形成フィラメント / 分子雲 / 衝撃波 |
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| Outline of Research at the Start |
星は銀河中の水素分子からなる分子雲のフィラメント状高密度領域で形成される。よって、星形成過程を理解するためにはフィラメントがどのように進化するかを知る必要がある。本研究ではフィラメント進化シミュレーションを行う。フィラメントの境界で起こる磁気流体不安定性に着目し、これが引き起こす乱流の強さはフィラメントが星形成を開始する条件に関わるので、どのくらいの強さの乱流が駆動されるのか調べる。また、フィラメント線密度頻度分布(FLMF)の起源を解明する。星の質量頻度分布(IMF)の起源を説明することは分野の究極的目標である。このIMFとFLMFは似ており、FLMFの起源の解明はIMFの起源解明に繋がる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
星形成は、分子ガスの圧力と磁場で支えきれないほど重く、自己重力的に不安定な状態にあるフィラメント内で起こる。重力収縮を起こすときのフィラメントの線密度はフィラメントを貫く磁束、ひいては幅に依存するので、フィラメントの幅は星形成開始条件を決める重要な物理量の一つである。観測されるフィラメントの幅は、質量によらず普遍的に0.1 pcであるが、従来のシミュレーションはこれを説明できていない。フィラメントの幅が0.1 pcであることを説明するにはフィラメントを重力から支える機構が必要であるが、誰もその機構を見つけることができていない。フィラメント進化過程ではガスと磁場の結合が破れる両極性拡散が起こるため、これをシミュレーションに取り入れた。
現実的なフィラメント進化過程を解明することを目的とし、国立天文台のスーパーコンピュータを用いた大規模磁気流体シミュレーションにより研究を行った。使用するコードはこれまでにも利用してきた自己重力入りの磁気流体コードであるAthena++を用いた。
フィラメントの幅を0.1 pc に保つ候補機構としてフィラメント内に駆動された乱流の動圧がある。フィラメントの進化過程ではフィラメントへのガス降着が起こっており、降着流がフィラメントにぶつかるところで「遅い磁気流体衝撃波」を立てると考えられる。遅い磁気流体衝撃波面は不安定であり、この不安定性がフィラメント内部に乱流を駆動してフィラメントの幅を保つのに必要な乱流圧を与えうることをシミュレーションにより示した。この結果は2本の論文としてまとめ，一本は出版されもう一本は執筆中である．
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