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2020 Fiscal Year Research-status Report

Revealing Massive Star Formation through Theory and Observation

Research Project

Project/Area Number 19K14760
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

田中 圭  国立天文台, アルマプロジェクト, 特別客員研究員 (20634455)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
KeywordsALMA / 大質量星原始星 / 模擬観測
Outline of Annual Research Achievements

本研究では理論と観測の両面から大質量星形成過程の解明に取り組んでいる。大質量原始連星IRAS16547-4247に対するALMA高分解能観測によって、原始星円盤に付随する塩化ナトリウム(NaCl), ケイ素化合物(SiO, SiS), 振動励起した水(H2O v2=1)のガス分子輝線を検出した (Tanaka et al. 2020)。星形成領域において難揮発性物質ガス分子が検出されることは稀で、特にNaClが発見されるのはこれが2例目である。大型有機分子などの典型的なホットコア分子が1000auスケールのエンベロープ構造をトレースするのに対して、難揮発性物質ガス分子や振動励起した水の分子輝線は原始星近傍100auスケールの円盤構造の良いプローブとなることが分かった。ダスト破壊によって生成される難揮発性分子ガスや、高励起状態(Eu/k>3000K)の水蒸気の存在は、大質量原始星円盤の熱くダイナミックな様子を示唆していて、このような「ホットディスク分子」は今後の大質量原始星観測の重要なツールとなることが期待される。さらに難揮発性物質の輝線観測は、星形成領域における金属元素や太陽系最古の隕石包有物(CAI, コンドリュール)の起源にも新たな知見を与える可能性も秘めている。この他にも、ALMAを用いた大マゼラン雲中の原始星アウトフローサーベイの解析も進めており、低金属量環境における大質量星形成の力学過程/化学多様性についても観測的制限が得られつつある (Tanaka et al. in prep.)。また理論面では、非理想MHD効果とダストサイズ依存性 (Marchand, Tomida, Tanaka et al. 2020)や、光解離領域の化学特性(Bisbas, Tan, Tanaka 2021)など、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。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

概ね計画通り研究が進められている。特にALMA観測では想定していた以上に多くのデータを取得できており、期待以上の発見に繋がっている。

Strategy for Future Research Activity

今後もさらに既に得られている観測データの解析を進めると共に、詳細な理論計算を並行して進めることで、大質量星形成過程の包括的理解につなげたい。

Causes of Carryover

感染症拡大の影響を受けて、国内外での共同研究や学会のための出張が全てキャンセルまたは延期となったため次年度使用額が生じた。翌年度分として請求した助成金と合わせ、延期になった国際会議などの参加、共同研究出張などのために使用を予定している。

  • Research Products

    (13 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] チャルマース工科大学(スウェーデン)

    • Country Name
      SWEDEN
    • Counterpart Institution
      チャルマース工科大学
  • [Int'l Joint Research] コロラド大学ボルダー校/アメリカ国立電波天文台/ヴァージン諸島大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      コロラド大学ボルダー校/アメリカ国立電波天文台/ヴァージン諸島大学
    • # of Other Institutions
      2
  • [Int'l Joint Research] ケルン大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ケルン大学
  • [Journal Article] Photodissociation region diagnostics across galactic environments2021

    • Author(s)
      Bisbas Thomas G、Tan Jonathan C、Tanaka Kei E I
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 502 Pages: 2701~2732

    • DOI

      10.1093/mnras/stab121

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Protostellar Collapse: Regulation of the Angular Momentum and Onset of an Ionic Precursor2020

    • Author(s)
      Marchand Pierre、Tomida Kengo、Tanaka Kei E. I.、Commercon Benoit、Chabrier Gilles
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 900 Pages: 180~180

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abad99

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Salt, Hot Water, and Silicon Compounds Tracing Massive Twin Disks2020

    • Author(s)
      Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Hirota Tomoya、Sakai Nami、Motogi Kazuhito、Tomida Kengo、Tan Jonathan C.、Rosero Viviana、Higuchi Aya E.、Ohashi Satoshi、Liu Mengyao、Sugiyama Koichiro
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 900 Pages: L2~L2

    • DOI

      10.3847/2041-8213/abadfc

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Survey. III. From Intermediate- to High-mass Protostars2020

    • Author(s)
      Liu Mengyao、Tan Jonathan C.、De Buizer James M.、Zhang Yichen、Moser Emily、Beltran Maria T.、Staff Jan E.、Tanaka Kei E. I.、Whitney Barbara、Rosero Viviana、Yang Yao-Lun、Fedriani Rubin
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 904 Pages: 75~75

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbefb

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bimodal Behavior and Convergence Requirement in Macroscopic Properties of the Multiphase Interstellar Medium Formed by Atomic Converging Flows2020

    • Author(s)
      Kobayashi Masato I. N.、Inoue Tsuyoshi、Inutsuka Shu-ichiro、Tomida Kengo、Iwasaki Kazunari、Tanaka Kei E. I.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 905 Pages: 95~95

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc5be

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Hot Salty Disks around Massive Protostars2021

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka
    • Organizer
      East-Asian ALMA Science Workshop 2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Salty Twin Disks in IRAS 16547-42472021

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka, Yichen Zhang, Tomoya Hirota, Nami Sakai, Kazuhito Motogi, Kengo Tomida, Jonathan C. Tan, Viviana Rosero, Aya E. Higuchi, Satoshi Ohashi, Mengyao Liu, & Koichiro Sugiyama
    • Organizer
      The 237th AAS Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ngVLAで観る大質量形成:近接連星と熱い円盤2021

    • Author(s)
      田中圭, Yichen Zhang, 元木業人, 坂井南美, Jonathan C. Tan, Viviana Rosero
    • Organizer
      天文学会2021年春季年会
  • [Presentation] Salt, Hot Water, and Silicon Compounds Tracing Massive Twin Disks2020

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka
    • Organizer
      ALMA Grant Fellow Symposium 2020
  • [Remarks] 塩と熱い水蒸気に包まれる巨大赤ちゃん星のペア

    • URL

      https://alma-telescope.jp/news/press/salt-202009

URL: 

Published: 2021-12-27  

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