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乱流と磁場を持つ分子雲コアの収縮および衝突における連星の形成条件と回転構造の解明

Research Project

Project/Area Number 22KJ2528
Project/Area Number (Other) 21J23102 (2021-2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022)
Section国内
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

高石 大輔  鹿児島大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords連星形成 / 原始惑星系円盤 / 単極アウトフロー / 磁場 / 乱流 / 磁気流体力学 / 数値シミュレーション / 分子雲コア
Outline of Research at the Start

継続課題のため、記入しない。

Outline of Annual Research Achievements

近年の銀河系内の観測から、太陽質量程度の若い星の半数以上は連星であることが明らかになっている。そのため、太陽のような単一星の形成進化過程のみならず、連星の形成進化過程を理解することは星形成過程の理解にとって非常に重要である。本研究の目的は、近年の観測が示す現実的な星形成環境で連星の形成条件および連星の回転構造の時間進化を解明することである。
本年度は、前年度に引き続き乱流と磁場を持つ分子雲コア同士の収縮・衝突過程を3次元非理想磁気流体シミュレーションを用いて長時間計算した。その結果、分子雲コアの初期磁場強度の違いによって角運動量輸送の効率が変化し、連星や多重星のパラメータ(分裂数、連星間距離、回転軸など)が大きく変化することがわかった。また、本研究のこれまでの成果から、現実的な星形成環境における連星の形成進化過程には磁場が重要な役割を果たすことが明らかになった。さらに、分子雲コアの熱エネルギーと重力エネルギーの比の違いによって初期質量降着率が変化し、連星や多重星のパラメータの決定に大きな影響を与えることもわかった。これらの成果は、分子雲コアが剛体回転を持つ場合の先行研究と整合的である。
さらに、分子雲コアの磁気エネルギーが分子雲コアの乱流エネルギーに比べて小さい場合、原始星近傍から単極アウトフローが駆動するという興味深い現象を発見した。単極アウトフローは星形成領域の観測で実際に発見されている。そのため、この予期せぬ発見は観測結果を説明しうる非常に重要な成果である。本成果をまとめた論文は国際誌にすでに受理されている。一方で、分子雲コアの磁場のエネルギーが乱流のエネルギーと同程度の場合は双極アウトフローが駆動することもわかった。原始星近傍から駆動するアウトフローのこのような形状の違いは分子雲コアの磁場強度と乱流強度を推定する指標となることが本成果により初めて明らかになった。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Formation of Unipolar Outflow and Protostellar Rocket Effect in Magnetized Turbulent Molecular Cloud Cores2024

    • Author(s)
      Takaishi Daisuke、Tsukamoto Yusuke、Kido Miyu、Takakuwa Shigehisa、Misugi Yoshiaki、Kudoh Yuki、Suto Yasushi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 963 Issue: 1 Pages: 20-20

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad187a

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cosmic ray ionization rate versus dust fraction: Which plays a crucial role in the early evolution of the circumstellar disc?2023

    • Author(s)
      Kobayashi Yudai、Takaishi Daisuke、Tsukamoto Yusuke
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 521 Issue: 2 Pages: 2661-2669

    • DOI

      10.1093/mnras/stad711

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new formation scenario of a counter-rotating circumstellar disk: Spiral-arm accretion from a circumbinary disk in a triple protostar system2021

    • Author(s)
      Takaishi Daisuke、Tsukamoto Yusuke、Suto Yasushi
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 73 Issue: 5 Pages: L25-L30

    • DOI

      10.1093/pasj/psab084

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Misaligned Circumstellar Disks and Orbital Motion of the Young Binary XZ Tau2021

    • Author(s)
      Ichikawa Takanori、Kido Miyu、Takaishi Daisuke、Shimajiri Yoshito、Tsukamoto Yusuke、Takakuwa Shigehisa
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 919 Issue: 1 Pages: 55-55

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0dc3

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Formation of unipolar outflow and "protostellar rocket effect" in magnetized and turbulent molecular cloud cores2024

    • Author(s)
      Daisuke Takaishi, Yusuke Tsukamoto, Miyu Kido, Shigehisa Takakuwa, Yoshiaki Misugi, Yuki Kudoh, Yasushi Suto
    • Organizer
      Magnetic Fields from Clouds to Stars (Bfields-2024)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁化した乱流分子雲コア中における単極アウトフローの駆動と原始星ロケット効果の発見2023

    • Author(s)
      高石大輔、塚本裕介、城戸未宇、高桑繁久、三杉佳明、工藤祐己、須藤靖
    • Organizer
      第36回理論懇シンポジウム「高赤方偏移のフロンティア」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation of unipolar outflow and "protostellar rocket effect" in magnetized and turbulent molecular cloud cores2023

    • Author(s)
      Daisuke Takaishi, Yusuke Tsukamoto, Miyu Kido, Shigehisa Takakuwa, Yoshiaki Misugi, Yuki Kudoh, Yasushi Suto
    • Organizer
      The 14th RESCEU International Symposium: "From Large to Small Structures in the Universe"
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁化した乱流分子雲コア中で駆動するアウトフローの形状と時間進化2023

    • Author(s)
      高石大輔、塚本裕介、城戸未宇、高桑繁久、三杉佳明、工藤祐己、須藤靖
    • Organizer
      Workshop on Star & Planet Formation 研究会「星・惑星形成:これまでの20年間とこれから」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子雲コアパラメータの違いが生み出す原始星アウトフローの多様性2023

    • Author(s)
      高石大輔、塚本裕介、城戸未宇、高桑繁久、三杉佳明、工藤祐己、須藤靖
    • Organizer
      日本天文学会2023年秋季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子雲コアパラメータの違いが生み出す原始星アウトフローの多様性2023

    • Author(s)
      高石大輔
    • Organizer
      第3回シン・九州星形成ゼミ
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation of unipolar outflow and "protostellar rocket effect" in magnetized and turbulent molecular cloud cores2023

    • Author(s)
      Daisuke Takaishi, Yusuke Tsukamoto, Shigehisa Takakuwa, Yoshiaki Misugi, Yuki Kudoh, Yasushi Suto
    • Organizer
      Protostars and Planets VII
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非理想磁気流体力学効果が及ぼす単極アウトフロー駆動への影響2023

    • Author(s)
      高石大輔、塚本裕介、三杉佳明、高桑繁久、須藤靖
    • Organizer
      日本天文学会2023年春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 単極アウトフローの駆動による”原始星ロケット”の形成2022

    • Author(s)
      高石大輔、塚本裕介、三杉佳明、高桑繁久、須藤靖
    • Organizer
      第35回理論天文学・宇宙物理学懇談会シンポジウム「理論天文学・宇宙物理学の広がり:さらなる発展に向けて」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 若い星の周囲で駆動される多様な形状のアウトフロー2022

    • Author(s)
      高石大輔、塚本裕介、高桑繁久、須藤靖
    • Organizer
      第 1 回シン・九州星形成ゼミ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation of unipolar outflows in magnetized and turbulent cloud cores2022

    • Author(s)
      Daisuke Takaishi, Yusuke Tsukamoto, Shigehisa Takakuwa, and Yasushi Suto
    • Organizer
      The 9th East Asian Numerical Astrophysics Meeting (EANAM9)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Summary talk: Postprocessing and radiative transfer library2022

    • Author(s)
      Daisuke Takaishi
    • Organizer
      Lorentz center workshop “The Dynamic & Chemical Connection”
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁化した乱流分子雲コア中における単極アウトフローの形成2022

    • Author(s)
      高石大輔、塚本裕介、高桑繁久、須藤靖
    • Organizer
      日本天文学会2022年春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子雲コア初期質量の原始惑星系円盤サイズへの影響2021

    • Author(s)
      高石大輔、塚本裕介、須藤靖
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-12-25  

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