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2022 Fiscal Year Annual Research Report

初期宇宙での星団形成:初代星団から球状星団まで

Research Project

Project/Area Number 19H01934
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

細川 隆史  京都大学, 理学研究科, 准教授 (30413967)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords星団形成 / 星形成 / 電離領域 / 大質量星 / 初代星 / 輻射流体力学 / 数値シミュレーション
Outline of Annual Research Achievements

星団形成に関連して、以下のように空間スケールの異なる多様な研究を展開できた。
まず、星周円盤以下の空間スケールの比較的小さい問題に関しては、初代星を対象とした円盤分裂とフィードバック過程に関する詳細計算の研究(Sugimura et al. 23)をまとめ、さらに中心星の内部構造まで分解し星の3次元構造に迫る研究(Kimura et al. 23)も行った。後者の研究によって、これまで星進化の1次元計算の予想でしかなかった、急速ガス降着のもとで極めて大きな半径をもつ原始星の姿がはじめて3次元計算でも示された。
次に空間スケールの大きな星団スケールでは、近傍の若い大星団形成時の観測的特徴の研究がまとまり(Inoguchi et al. 24)、特に電離ガスからの電波連続光(free-free)放射に着目すると数値シミュレーション結果は観測と非常に整合的であることが分かった。さらに、金属量が極めて少ない場合の星団形成シミュレーションをフィードバック過程込で行い(Chon et al. 24)、星の質量関数や星形成効率が金属量にいかに依存するかを示した。最近のJWST観測によってz>10の遠方宇宙では明るい銀河の個数が予想より多く見つかりその原因がさかんに議論されているが、金属量が太陽の1%程度の状況で起こる星団形成では自然にこの傾向が説明可能であることを示した。
さらにスケールを広げ、初期宇宙での星団形成環境を探る研究として、小ハロー中心部に銀河間から直接ガスが供給される現象、いわゆるcold accretion発現に関する研究も進めた(Kiyuna et al. 23)。宇宙で初めてcold accretionが発現する条件を明らかにし、そのとき超大質量星形成が起こる可能性を示した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 6 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ウィーン大学(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      ウィーン大学
  • [Int'l Joint Research] ローマ大学(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      ローマ大学
  • [Int'l Joint Research] マックス・プランク天体物理学研究所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      マックス・プランク天体物理学研究所
  • [Journal Article] Observational signatures of forming young massive clusters: continuum emission from dense HII regions2024

    • Author(s)
      Inoguchi Mutsuko、Hosokawa Takashi、Fukushima Hajime、Tanaka Kei E I、Yajima Hidenobu、Mineshige Shin
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 527 Pages: 3612~3623

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3297

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of radiative feedback on the initial mass function of metal-poor stars2024

    • Author(s)
      Chon Sunmyon、Hosokawa Takashi、Omukai Kazuyuki、Schneider Raffaella
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 530 Pages: 2453~2474

    • DOI

      10.1093/mnras/stae1027

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Gas Dynamical Friction on Accreting Objects2024

    • Author(s)
      Suzuguchi Tomoya、Sugimura Kazuyuki、Hosokawa Takashi、Matsumoto Tomoaki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 966 Pages: 7~19

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad34af

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Massive core/star formation triggered by cloud?cloud collision ? II. High-speed collisions of magnetized clouds2023

    • Author(s)
      Sakre Nirmit、Habe Asao、Pettitt Alex R、Okamoto Takashi、Enokiya Rei、Fukui Yasuo、Hosokawa Takashi
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 522 Pages: 4972~4990

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1089

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First emergence of cold accretion and supermassive star formation in the early universe2023

    • Author(s)
      Kiyuna Masaki、Hosokawa Takashi、Chon Sunmyon
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 523 Pages: 1496~1513

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1484

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 3D Radiation-hydrodynamic Simulations Resolving Interior of Rapidly Accreting Primordial Protostar2023

    • Author(s)
      Kimura Kazutaka、Hosokawa Takashi、Sugimura Kazuyuki、Fukushima Hajime
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 950 Pages: 184~193

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acda8e

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Merger Conditions of Population III Protostar Binaries2023

    • Author(s)
      Kirihara Takanobu、Susa Hajime、Hosokawa Takashi、Kinugawa Tomoya
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 950 Pages: 188~199

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acd1e0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Formation of a wide-orbit giant planet in a gravitationally unstable subsolar-metallicity protoplanetary disc2023

    • Author(s)
      Matsukoba Ryoki、Vorobyov Eduard I、Hosokawa Takashi、Guedel Manuel
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 526 Pages: 3933~3943

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3003

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Formation of Massive and Wide First-star Binaries in Radiation Hydrodynamic Simulations2023

    • Author(s)
      Sugimura Kazuyuki、Matsumoto Tomoaki、Hosokawa Takashi、Hirano Shingo、Omukai Kazuyuki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 959 Pages: 17~17

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad02fc

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The role of the cold accretion in the supermassive star formation2024

    • Author(s)
      Masaki Kiyuna, Takashi Hosokawa, Sunmyon Chon
    • Organizer
      Formation, evolution, and signatures of Supermassive stars
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] cold accretionと輻射フィードバックによる連鎖的 超大質量星形成2024

    • Author(s)
      喜友名正樹、細川隆史、鄭昇明
    • Organizer
      日本天文学会2024年春季年会
  • [Presentation] 超大質量星形成における星周円盤形成後の原始星進化過程2024

    • Author(s)
      木村和貴、細川隆史、杉村和幸、福島肇、大向一行
    • Organizer
      日本天文学会2024年春季年会
  • [Presentation] 宇宙初期の超大質量星形成における星周円盤と原始星構造の共進化2023

    • Author(s)
      木村和貴、細川隆史、杉村和幸、福島肇、大向一行
    • Organizer
      日本天文学会2023年秋季年会
  • [Presentation] 原始惑星系円盤のガス-ダスト2成分2次元グローバル計算によるダストリング形成2023

    • Author(s)
      松木場亮喜, Vorobyov,E.I., 細川隆史
    • Organizer
      日本天文学会2023年秋季年会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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