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2020 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

Research Project

Project/Area Number 18J00508
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小林 将人  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Keywords分子雲 / 超音速衝撃波 / 熱不安定性
Outline of Annual Research Achievements

膨張宇宙の基本的な構成要素である銀河の進化史・星形成活動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. しかし星形成活動に関わる素過程は6桁以上の幅広い空間スケールにわたる動的で複雑な過程である. 星の母天体である分子雲が星形成の初期条件として重要であり.本研究は個別の分子雲進化過程を詳細に計算することで, 銀河全体の星形成過程と個別の星形成過程を結ぶことを目標としている. 今年度は分子雲形成初期段階に着目したHIガスの超音速衝突流のシミュレーションを行なった.ここでは冷却過程でHIガスが冷却し粒状構造へ進化する過程(熱不安定性)を詳細に計算した.上流のHIガスの密度揺らぎが熱不安定性の種となる.

本研究で解明された主要な事項は,主に以下の2点である.
1) 密度揺らぎの分散が平均密度に対して<10%にとどまるような極めて均一なHIガスの場合(以下「小揺らぎ領域」と呼ぶ), 衝撃波面でのエネルギー散逸が効率良く発生し,冷たいHIガスが系の質量の75%を占めるにまで生成される. 一方で密度揺らぎの分散が>10%に及ぶ大きな構造があるHIガスの場合(以下「大揺らぎ領域」と呼ぶ), 衝撃波面が大きく湾曲しエネルギー散逸の効率が落ちるため,冷たいHIガスの生成は質量で<45%程度に抑えられる.
2) この結果,小揺らぎ領域では熱不安定ガスの冷却長を充分解像することが,10pc程度に平均化した分子雲の大局的性質(平均密度など)の収束性にも直接影響するとわかった.一方で大揺らぎ領域では冷たいHIガスの生成が抑制され,またこの系のカオス性も反映されるため,冷却長を空間分解しない計算でも見かけ上は収束性が現れることがわかった.
これらの内容について, 国内発表5回と論文1編として出版して,成果報告を行った.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Bimodal Behavior and Convergence Requirement in Macroscopic Properties of the Multiphase Interstellar Medium Formed by Atomic Converging Flows2020

    • Author(s)
      小林将人,井上剛志,犬塚修一郎,富田賢吾,岩﨑一成,田中圭
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 905 Pages: 95, 111

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc5be

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Bimodal Behavior and Convergence Requirement in Macroscopic Properties of the Multiphase Interstellar Medium2021

    • Author(s)
      小林将人
    • Organizer
      GALAXY EVOLUTION WORKSHOP 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子雲形成過程と多相星間媒質中での乱流星形成2021

    • Author(s)
      小林将人
    • Organizer
      日本天文学会2020年春季年会
  • [Presentation] 分子雲形成期における多相星間媒質の時間発展2020

    • Author(s)
      小林将人
    • Organizer
      日本天文学会2020年秋季年会
  • [Presentation] 分子雲形成の前段階での星間媒質2020

    • Author(s)
      小林将人
    • Organizer
      分子雲から原始星誕生までを追う
  • [Presentation] 分子雲形成過程における星間媒質の性質2020

    • Author(s)
      小林将人
    • Organizer
      第33回理論懇シンポジウム2020

URL: 

Published: 2021-12-27  

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