2019 Fiscal Year Research-status Report
Revealing Massive Star Formation through Theory and Observation
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19K14760
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 圭 大阪大学, 理学研究科, 招へい研究員 (20634455)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ALMA / 大質量原始星 / MHDシミュレーション / 輻射フィードバック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では大質量星形成過程の解明に理論と観測の両面からアプローチしている。2019年度はALMA観測から複数の重要な成果を得られた。まず、 輻射フィードバック下における大質量原始星G45へのガス質量降着の様子を、ALMA/VLA高解像度観測と理論モデルを組み合わせることで明らかにした (Zhang, Tanaka et al. 2019)。観測されたフィードバック強度は、研究代表者が理論予測していたもの (Tanaka et al. 2017, 2018) とよく一致し、開口角の大きいアウトフローではあるが質量降着を完全に止めるほど強力ではないことが示された。代表者をPIとする追観測プロポーザルも採択され、磁場駆動ジェットに関する偏波データが取得される見込みである。次に、ALMA高解像度観測から大質量原始星の連星系IRAS16547の力学的/化学的構造を詳細に解明した (Tanaka et al. in prep.)。星形成領域としては２例目となる塩化ナトリウムが発見され、今後の大質量星形成観測への重要な示唆を与えた。そして、大マゼラン雲中の大質量原始星ST16のALMA観測から、様々な分子輝線の存在とその空間分布を明らかにした (Shimonishi et al. 2020)。代表者をPIとしたマゼラン雲における原始星40天体に対するALMAサーベイ観測も進められ、データの初期解析が進められている。理論面では、磁気流体力学シミュレーションから、大質量原始星アウトフローの強度 (Staff, Tanaka et al. 2019)、非理想MHD効果とダストサイズ依存性 (Marchand, Tomida, Tanaka et al. submitted) などを明らかにした。いずれも観測に対する指針を与える重要な結果を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ALMA観測データが多く取得できたことで観測研究での進展が大きい。本研究の主題であるフィードバックに関連して、光電離とジェットの詳細な観測を行い、理論モデルの比較検証にも成功した。原始星に付随する塩化ナトリウムの新たな発見から、隕石学にも関連するダスト破壊/蒸発の高温化学への応用の可能性が示された。さらにマゼラン雲原始星サーベイデータを初年度から取得できたことで、低金属量環境観測への研究対象拡張への準備も完了した。磁気流体力学シミュレーションからは物理過程の理解だけでなく、観測比較が可能な物理量を算出され、独自性の高い観測提言にもつながっている。以上のように、計画通り理論と観測の両面から大質量星形成過程の解明を目指す。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後もこれまでの成果をさらに進展させ、計画に基づき研究を遂行していく。理論面では、磁気流体計算コード Athena++ に輻射輸送を実装し、磁場と輻射の複合的作用の解明に挑む。2次元計算から始め、星質量, 質量降着率, 磁場強度などをパラメタとして、各フィードバック過程がどのように変化するかを調べる。特に、輻射と磁場が同時に効く場合、フィードバックによって形成可能な星最大質量が決まるかどうかを明らかにする。また、流体シミュレーションと合わせて模擬観測を進める。既に取得済み観測データもあるため、各天体を模したパラメタでのシミュレーションと比較することで観測結果をより定量的に解釈し、理論モデルの検証にも繋げる。理論モデルの発展的内容として、観測から新たに示唆されているダスト破壊/蒸発の効果を取り入れ、円盤物理に対する影響とその観測特性を調べたいと考えている。計画当初想定していたよりも宇宙化学, 物質科学に対しての独自性の高い貢献が見込める。観測面では、取得されたマゼラン雲原始星のデータ解析を進め、原始星アウトフローの特性を調べる。宇宙最初の初代星形成は最新の観測技術をもってしても直接観測は不可能である。そのため、初期宇宙にも似た低金属量環境であるマゼラン雲原始星のサーベイ観測は、銀河系内星形成と初代星形成を繋ぐ鍵となると期待できる。また、理論シミュレーション等をもとにした新しい観測提言も続けていく。具体的には、偏光観測による磁場構造の解明、破砕ダスト分子による原始星円盤の同定、非理想MHD効果の直接測定などを考えている。以上のように今後も理論と観測の両輪から、大質量形成過程をさらなる解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
当該年度末に参加したドイツでの国際学会から、急遽、家庭の事情で途中帰国したため、出張費数泊分のずれが生じた。新たに取得される観測データを保存するためのポータブルSSDを購入予定。
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Research Products
(15 results)
