Measuring Interstellar Magnetic Field with Goldreich-Kylafis Effect

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03919
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: Tomisaka Kohji 国立天文台, 科学研究部, 名誉教授 (70183879)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 星間磁場 / フィラメント状分子雲 / 磁気静水圧平衡 / 分子雲衝突 / 非局所熱平衡 / Goldreich-Kylafis効果 / フィラメント衝突 / 観測的可視化

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to explore the magnetic field changes during the star formation. The shape of the interstellar magnetic field is determined by measuring the linear polarization of thermal radiation from interstellar dust aligned with the magnetic field and the Goldreich-Kylafis (GK) effect, which is the linear polarization of interstellar molecular emission lines in the magnetic field.
The equilibrium shape of the magnetic interstellar filament was investigated with changing the equation of state of the gas. Gas with negative potytropic index fitted the observed density distribution better than the isothermal gas. Predicting the polarization pattern of thermal radiation, the magnetic field squeezed toward the center whose profile is realized by magnetic filaments with high center density corresponded to the observations.
We have established an outline of the calculation method for the polarization of the GK effect.

Free Research Field

宇宙物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

星形成における磁場の役割を明らかにするため、偏光（偏光度、偏光面、偏光強度）予測シミュレーションをいくつかの天体現象について行った。力学的釣り合いシミュレーションや動的収縮シミュレーションの結果を偏光予測シミュレーションすることで、どのような3次元磁場形状が（使用するモデルの範囲内ではあるが）観測される2次元的な偏光諸量の分布を説明するのかを明らかにすることができるようになった。偏光観測を天体に存在する磁場の測定に結びつけるための強力な方法論を手にしたことになる。