2019 Fiscal Year Annual Research Report
分子雲形成・進化・破壊と大質量星形成過程に基づいた銀河進化史の解明
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18J00508
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小林 将人 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 分子雲 / 超音速衝撃波 / 状態方程式 / 空間分解能 / 密度揺らぎ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銀河の進化史を明らかにすることは, 宇宙全体の進化史を解明するために不可欠である. 銀河進化の中で最も重要な過程が星形成過程である. したがって個々の星形成を制御する初期条件かつ銀河全体の星形成を決定する統計的条件として重要な分子雲の形成・進化・破壊過程を研究することで, 銀河全体の星形成過程を個別の星形成過程に基づいて解明することを目標としている. 本年度は昨年度に引き続き衝突HI流のシミュレーションを実行し, 銀河の暖かいHIガスから分子雲が形成される過程を調べた.特に衝突前のHIガスに密度揺らぎがある状況を設定し, 密度揺らぎの振幅と位相をパラメターとする系統的な調査を行なった.
本研究で解明された主要な事項は，主に以下の3点である．
1) ゆらぎの分散が平均密度に対して<10%にとどまるHIガスの場合, 衝撃波圧縮によって形成される多相流体の性質は冷却長と同程度の空間分解能を達成しないと収束しない. 一方で分散が>10%に及ぶ大きな構造があるHIガスの場合, 冷却長の2倍程度でもすでに収束性が現れる. 2) 小揺らぎ領域では衝撃波の通過により毎秒1キロメートル程度の乱流が100万年以内に必ず形成される一方, 大揺らぎ領域では毎秒2キロメートル以上にもなる大きな乱流が形成される. 3) 小揺らぎ領域では熱不安定性に起因した構造形成と衝撃波面の相互作用が多相流体の性質(乱流生成・質量分配)を制御しており, したがって収束性のためには冷却長と同程度まで空間分解能がある必要が考えられる. 一方で大揺らぎ領域では衝撃波面の大きなたわみに起因した斜め衝撃波の乱流生成が機能しており, 冷却長まで分解せずともこの衝撃波面のたわみを充分分解できていれば衝突前HIガスの運動エネルギーが多相流体へ持ち込まれる過程を捉えることができるものと考えられる.
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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
国内発表8回を行い，さらに国内研究機関におけるセミナー発表2回・国外発表1回と国内外問わず積極的に発表を行なった．また研究成果を論文1編として準備中である.
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は乱流場のより詳細な解析と平均密度依存性などを調査することで, 形成条件とその時間発展が次世代の星形成にどのように繋がっているか明らかにする予定である.また今後の観測から詳細に明らかになると期待される速度分散と質量分布を明らかにし, また力学的エネルギーから乱流エネルギーへの変換効率を調査する. さらにより現実に近い衝撃波-接触不連続面系を調べるシミュレーションも実行する.
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