2016 Fiscal Year Research-status Report
超高分解能３次元磁気流体シミュレーションによる大質量星形成過程の解明
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15K05039
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
井上 剛志 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90531294)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 大質量星 / 適合格子計算 / 磁気流体力学 / 衝撃波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
質量が太陽の１０倍程度を超えるような大質量星の形成機構について昨年度に引き続き研究を行った。大質量星は天文学的に極めて重要でありながら、その形成機構が未だに解明されていない。本研究では、近年ますますその重要性が高まっている数値磁気流体力学の手法を用いて、大質量星の形成過程をシミュレートすることを目的としている。
今年度は昨年度に引き続いて、適合格子計算法とよばれる超高分解能を可能にするテクニックを用いた磁気流体シミュレーションコードを用いて、観測的に示唆されている大質量星の形成モードである分子雲衝突による星形成現場の再現を行った。昨年度までには完了できなかった複数の計算を行い、分子雲衝突で発生する衝撃波が、大質量のフィラメント構造を形成し、そのフィラメントが大スケールモードで崩壊することで大質量星が形成されることを示すことに成功した。特に分解能の異なる計算の間でほぼ同じ結果を得たことは、計算結果が収束していることを示し、本研究の正確性に対する大きな証拠となった。この研究成果をもとに、現在論文を執筆中であり、２０１７年度に査読付き欧文誌である「Publication of Astronomical Society of Japan」から刊行される予定の分子雲衝突特集号に投稿予定である。
また、分子雲衝突と同様の計算テクニックを駆使して、太陽近傍の中性水素雲の形成に関するシミュレーションを行った。その結果、中性水素雲が直線上構造をなし、その方向が星間磁場の方向と１０度程度の誤差の範囲で一致するという、最近の観測が示唆する結果を理論的に確認することに成功した。この成果は、これまで困難であった星間磁場の観測が、偏光観測を伴わない簡便な２１cmの観測で将来に可能になることを示している。この成果は査読付き欧文誌「The Astrophysical Journal」に掲載された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通りに適合格子計算法とよばれる最先端コードを用いて大質量星形成の再現に成功した。また、そこで培った知見やテクニックを応用して中性水素雲の形状と星間磁場の方向に関する新しい成果を生むことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ここまでは初期に乱流で揺らいだ球形状の雲と巨大分子雲の衝突を考えてきたが、より一般的な衝突パラメーターがある雲同士の衝突を考えていく必要がある。また、近年さらに進んだ観測から示唆されている、中性水素ガスの大規模衝突から生成されると考えられる超大質量星団の形成に関しても研究を進める。また、観測とシミュレーションを直接比較するための可視化等にも力を入れていく。
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| Causes of Carryover |
予定していた海外出張を異動により期間短縮したためにその分の旅費を不使用分とした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度異動のために使用できなかった分も含めて精力的に国内外出張を行い、研究成果の周知や共同研究の推進を行う。
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[Presentation] Inoue, Tsuyoshi2016
Author(s)
Dynamical evolution of atomic interstellar medium induced by shock wave
Organizer
Interstellar Hydrogen Workshop 2016
Place of Presentation
Nagoya University
Year and Date
2016-09-27 – 2016-09-28
Int'l Joint Research / Invited
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