Self-gravitational instability and star formation in filamentary molecular clouds penetrated by magnetic fields

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03702
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 工藤 哲洋 長崎大学, 教育学部, 教授 (60413952)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 天文学

Outline of Annual Research Achievements

星が誕生する前段階として，分子雲の中で密度の高い塊である分子雲コアが形成される過程を研究している．分子雲は多くの場合細長いフィラメント状の形状をしている．また，磁場の観測がある分子雲については，フィラメントの軸に垂直に磁場が貫いている．そこで，そのような磁場に貫かれた細長いフィラメント状分子雲が，自己重力の影響で分裂する過程を線形解析と数値シミュレーションの両面から調べた．
昨年度までの研究で，そのような分子雲はどんなに磁場が強くてもコアに分裂することがわかっている．そして，非線形段階においては，分裂したコアは磁場が弱い場合はそのまま暴走的収縮をして星形成へとつながる．その一方，ある程度磁場が強い場合は，磁場でささえられた「星なしコア」となる．さらに，磁場がある程度強くても，両極性拡散があると，「星なしコア」が最終的には収縮して星形成へとつながる．
今年度，初期の磁場が強く，両極性拡散がないと収縮しない場合について，コアの落下速度と磁場の形状を詳しく調べた．その結果，フィラメントの軸に沿った方向とフィラメントの軸に垂直方向の落下速度に非対称性を発見した．フィラメントの軸に沿った方向には音速程度の落下速度があり通常の暴走的収縮と同程度の速度であったが，フィラメントに垂直方向には音速の20％程度の落下速度しかなかった．しかし，そのときの磁場の形状にはあまり大きな非対称性はみられなかった．このような速度構造や磁場構造の特徴を持つコアが観測できれば，磁場の強いフィラメントから両極性拡散の影響でコアが形成されていると推測できるかもしれない．
今年度に得られた成果から，昨年度までの結果を整理して理解できた．これらの結果をできるだけ早く論文にまとめて出版したい．