多層格子数値シミュレーションを用いた集団的星形成の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12021203
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: 松本 倫明 法政大学, 人間環境学部, 専任講師 (60308004)
• Keywords: 星形成 / 連星 / 数値シミュレーション / 数値流体力学 / 自己重力

Research Abstract

集団的星形成の特徴は、ひとつの分子雲コアから多数の星が形成することである。この特徴は、連星系の形成と共通する。そこで、本研究では、高解像度の数値シミュレーションを用いて、連星系の形成について調べた。連星系形成の有力なシナリオでは、分子雲コアが分裂して形成したクランプが、合体せずに原始連星系へ進化することが重要である。しかし、過去の多くの数値シミュレーションでは、クランプが形成した時点で計算を止めているため、クランプが合体せずに原始連星へ新化するかは、明らかではない。そこで、本研究では、分子雲コアの分裂から約2×10^3年間という、これまでにない長時間の進化を追跡した。
数値シミュレーションの概要は以下の通りである。初期にゆっくり回転しいる球状の分子雲コアが重力収縮すると、中心部に高密度クランプ、その周囲に降着円盤、さらにその周囲には降着エンベロープが形成される。降着円盤は重力不安定によって分裂し、中心クランプのまわりに衛星クランプを形成するが、角運動量の輸送により衛星クランプは中心クランプに合体する。このような衛星クランプの形成と合体は約1000年周期(ファーストコアの音速伝播時間)で繰り返される。衛星クランプの質量(1-2)×10^2太陽質量は最小Jeans質量程度である。中心クランプは、衛星クランプとの合体によって質量と角運動量を降着する。このシミュレーションでは、中心クランプの質量は0.116太陽質量まで成長した。
本研究は、(1)連星系形成のシナリオにおいて、クランプが合体と形成を繰り返すので、クランプの進化を長時間追跡することは重要であり、(2)単独星形成のシナリオにおいても、中心星への質量降着は周期的に変動し、大変激しい現象であることを示唆している。

Research Products

• [Publications] Hanawa,T.,& Matsumoto,T.: "Growth of a Vortex Mode during Gravitational Collapse Resulting in Type II Supernovae"The Astrophyical Journal, Part1. 540・2. 962-968 (2000)
• [Publications] Hanawa,T.,& Matsumoto,T.: "Stability of a Dynamically Collapsing Gas Sphere"Publ.of the Astronomical Society of Japan. 52-2. 241-247 (2000)
• [Publications] Saigo,K.,Matsumoto,T.,& Hanawa,T: "Collapse of Rotating Gas Clouds and Formation of Protostellar Disks : Effects of Temperature Change during Collapse"The Astrophyical Journal, Part1. 531-2. 971-987 (2000)
• [Publications] Dobashi,K.,Yonekura,Y.,Matsumoto,T.,Momose,M.,Sato,F.,Bernard,J.P.,& Ogawa,H.: "The Most Luminous Protostars in Molecular Clouds : A Hint to Unerstand the Stellar Initial Mass Function"Publ.of the Astronomical Society of Japan. 53-1. 85-92 (2001)