Study of star formation in galaxies based on precise measurement of mass of interstellar gas

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K04008
• 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: Hokkaido University
• Principal Investigator: Sorai Kazuo 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80344464)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 銀河 / 星間ガス / 星生成

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to measure precise interstellar gas mass which is ingredient of stars in galaxies at various positions and to quantify a relation among star formation rate, gas mass, and stellar mass. Observational data for several galaxies made clear that the conversion factor, through which the amount of molecular hydrogens is estimated from intensity of a carbon monoxide spectral line in millimeter wavelength, varies within a galaxy. Applying the derived conversion factors to each galaxy position, star formation efficiency, an index how easy stars form, within a galaxy shows smaller dispersion than previously estimated. Moreover, diffuse molecular gas component surrounding molecular clouds are found not to be directly contribute to star formation. This indicates that the fraction of molecular cloud component to the whole molecular gas is possible to control star formation efficiency.

Free Research Field

銀河天文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の最大の学術的意義は，銀河におけるガスの質量をより精度よく測定することで，これまで知られていた銀河の諸量の相関関係の分散を小さくすることができ，背景にある本質的な過程により迫ることができた点にある。その結果はガスから星が生成される過程は銀河の内部で大局的には大きく異ならないことを示す一方で，ガスが希薄な状態から分子雲と呼ばれるような重力的に束縛された状態になる過程が，相関関係の分散を作り出していることを示した。これらの結果は，銀河がガス雲から進化して現在の宇宙に見られる銀河に進化していく過程を明らかにする上で，重要な制限を与えていると考えられる。