磁気的環境から俯瞰する星形成の初期物理状態

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K03922
• Research Institution: Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences
• Principal Investigator: 神鳥 亮 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, アストロバイオロジーセンター, 研究支援員 (90534636)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 光学赤外線天文学 / 偏光 / ダスト / 磁場 / 星形成

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、近赤外線偏光観測の手法により、分子雲コアに付随する湾曲磁場の探査を進めている。本研究に関連して５編の論文を出版した（Kandori et al., 2020, ApJ, 888, 120; Kandori et al., 2020, PASJ, 72, 8; Kandori et al., 2020, ApJ, 890, 14; Kandori et al., 2020, ApJ, 891, 55; Kandori et al., 2020, ApJ, In press）。砂時計型の磁場構造が付随する分子雲コアとしては、これまでFeSt 1-457が知られていたが、それ以外に湾曲磁場が付随する天体を4天体（B68, B335, CB81/L1774, BHR71）発見した。興味深いことに、すべての天体において力学的安定性が臨界状態を示すことがわかった（クリティカルコア）。この結果は、低質量分子雲コアにおける星形成過程の初期状態は平衡に近い状態になっていることを示唆する。クリティカルコアの探査のために大きなサーベイの継続が必要である。FeSt 1-457では、観測と、Myers et al. (2018)による解析的砂時計磁場モデルとの比較を行った。この解析では、分子雲コアが過去において形成された当時の半径R0や密度ρ0や磁場強度B0といった初期パラメータを決めることができる。FeSt 1-457の初期密度ρ0は、分子雲におけるインタークランプ物質の密度の典型値と比べて１桁高い密度を示すことがわかった。この濃密な初期密度は、B0の磁気を帯びた半径R0のフィラメント分子雲の臨界密度とほぼ等しい。したがって、臨界フィラメントの分裂がFeSt 1-457の起源になっていることが示唆される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

論文作成が順調であり４編を出版することができた。データ解析も順調に進んでいる。このように初年度は順調に研究が進められた。

Strategy for Future Research Activity

現時点では、計画通りのスケジュールで観測等を行いたいと考えている。しかし、コロナウィルスの蔓延による世界的な外出規制・渡航制限の中、南アフリカ共和国への観測のための渡航ができない事態に追い込まれることも予想される。その場合は、データ解析を中心に研究活動を行う予定である。

Causes of Carryover

見積書を取得した結果、当初計画よりもやや安価になったため、約2万円の次年度使用額が生じた。2020年度は南アフリカ共和国への長期の観測出張を行う予定であるが、コロナウィルス対策の状況から、渡航できるかどうかまだ不透明である。

Research Products

• [Journal Article] Distortion of Magnetic Fields in a Starless Core. VI. Application of Flux Freezing Model and Core Formation of FeSt 1─457 (2020)
  • Author(s): Kandori, Ryo; Tomisaka, Kohji; Saito, Masao; Tamura, Motohide; Matsumoto, Tomoaki; Tazaki, Ryo; Nagata, Tetsuya; Kusakabe, Nobuhiko; Nakajima, Yasushi; Kwon, Jungmi; Nagayama, Takahiro; Tatematsu, Ken'ichi
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 888 Pages: 120
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab6081
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Distortion of Magnetic Fields in the Dense Core CB81 (L1774, Pipe 42) in the Pipe Nebula (2020)
  • Author(s): Kandori, Ryo; Tamura, Motohide; Saito, Masao; Tomisaka, Kohji; Matsumoto, Tomoaki; Tazaki, Ryo; Nagata, Tetsuya; Kusakabe, Nobuhiko; Nakajima, Yasushi; Kwon, Jungmi; Nagayama, Takahiro; Tatematsu, Ken'ichi
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 890 Pages: 14
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab67c5
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Distortion of magnetic fields in Barnard 68 (2020)
  • Author(s): Kandori, Ryo; Tamura, Motohide; Saito, Masao; Tomisaka, Kohji; Matsumoto, Tomoaki; Kusakabe, Nobuhiko; Kwon, Jungmi; Nagayama, Takahiro; Nagata, Tetsuya; Tazaki, Ryo; Tatematsu, Ken'ichi
  • Journal Title: PASJ Volume: 72 Pages: 8
  • DOI: 10.1093/pasj/psz127
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Distortion of Magnetic Fields in Barnard 335 (2020)
  • Author(s): Kandori, Ryo; Saito, Masao; Tamura, Motohide; Tomisaka, Kohji; Matsumoto, Tomoaki; Tazaki, Ryo; Nagata, Tetsuya; Kusakabe, Nobuhiko; Nakajima, Yasushi; Kwon, Jungmi; Nagayama, Takahiro; Tatematsu, Ken'ichi
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 891 Pages: 55
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab6f07
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 分子雲コアの砂時計型磁場：凍結磁場モデルとコア形成の初期条件について (2020)
  • Author(s): 神鳥亮
  • Organizer: 日本天文学会