大規模クラスタ・大質量星形成を引き起こす巨大分子雲コアの形成・進化過程の徹底解明

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22340040
• Research Institution: Tokyo Gakugei University
• Principal Investigator: 土橋 一仁 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (20237176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 文隆 国立天文台, 理論研究部, 准教授 (20291354) ; 大西 利和 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30314058) ; 松本 倫明 法政大学, 人間環境学部, 教授 (60308004)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: 星団形成 / 大質量星形成 / 分子雲 / 分子雲コア

Research Abstract

研究の最終年度に当たる平成24年度は、主に、前年度取得したS247・S252領域のクラスタを形成している分子雲コアのデータ解析と、自己重力と乱流を取り入れたAdaptive Mesh Refinement（AMR）シミュレーションを遂行した。S247・S252領域のデータは、野辺山45m鏡によって取得したミリ波分子輝線（CO、SO、CS等）である。これらを解析することにより、クラスタ形成を起こすコアの平均的な質量（700太陽質量）や密度（水素分子密度で1立方センチメートル当たり10,000個）を測定することができた。また、クラスタを形成する分子雲コアの平均的な星形成効率は、30%程度であることが分かった。
クラスタ形成が起きる直前の状態にあると考えられる分子雲コアL1004Eの観測・解析も行ったところ、このコアは１本当たり数百～千太陽質量の巨大なフィラメント群から構成されていることが判明した。さらに速度構造を調べたところ、フィラメント同士が衝突を繰り返している構造が読み取れた。観測により得られたフィラメントの密度・乱流を参考に、AMRシミュレーションを遂行し、その形成・進化を300万年間追跡した。その結果、単純な自己重力だけではフィラメント同士の衝突は稀にしか起こらず、観測データを説明するためには分子雲コア外部からの衝撃波等の影響が必要であることが示唆された。実際に、L1004Eの近傍には超新星残骸HB21がある。このような超新星残骸からの影響により、分子雲コア内でのフィラメントの衝突やそれに誘発されるクラスタ形成が起きるものと考えられる。
また、このシミュレーションでは、分子雲コアの進化が進み自己重力による構造が形成され始めると、コア全体の密度分布がログノーマルな分布からズレはじめることが分かった。

Current Status of Research Progress

Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Atlas and Catalog of Dark Clouds Based on the 2 Micron All Sky Survey. II. Correction of the Background Using the Besançon Galaxy Model (2013)
  • Author(s): K. Dobashi, D. J. Marshall, T. Shimoikura, and J.-Ph. Bernard
  • Journal Title: Publ. Astron. Soc. Japan Volume: 65 Pages: 31 (16pp)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Clumps and Infrared Clusters in the S247, S252, and BFS52 Regions (2013)
  • Author(s): T. Shimoikura, K. Dobashi, H. Saito,T. Matsumoto, F. Nakamura, A. Nishimura, K. Kimura, T. Onishi, and H. Ogaw
  • Journal Title: Astroop. Journal Volume: 768 Pages: 72 (27pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/768/1/72
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A 1.85 m Mm-Submm Telescope for Large-Scale Molecular Gas Survey 12CO, 13CO, and C18O (J=2-1) (2013)
  • Author(s): Toshikazu Onishi, Atsushi Nishimura, Yuya Ota, Akio Hashizume, Yoshiharu Kojima, Akihito Minami, Kazuki Tokuda et al.
  • Journal Title: Publ. Astron. Soc. Japan Volume: 65 Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dark gas in the solar neighborhood from extinction data (2012)
  • Author(s): D. Paradis, K. Dobashi, T. Shimoikura, A. Kawamura, T. Onishi, Y. Fukui, and J.Ph. Beranrd
  • Journal Title: Astro. Astrop. Volume: 543 Pages: A103 (9pp)
  • DOI: DOI 10.1051/0004-6361/201118740
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Line Observations of MCLD 123.5+24.9 in the Polaris Cirrus (2012)
  • Author(s): TOMOMI SIMOIKURA, KAZUHITO DOBASHI, TOHKO SAKURAI, SHURO TAKANO, SHINGO NISHIURA, AND TOMOYA HIROTA
  • Journal Title: Astrop. Journal Volume: 731 Pages: 195 (15pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/745/2/195
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CygOB7分子雲の巨大分子雲コアと衝突するフィラメント群の発見 (2013)
  • Author(s): 土橋一仁、松本倫明、下井倉ともみ
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
  • Place of Presentation: 埼玉大学（埼玉県）
  • Year and Date: 20130320-20130323
• [Presentation] Atlas and Catalog of Dark Clouds Based on the 2 Micron All Sky Survey. II.Correction of the Background Using the Besancon Galaxy Model (2012)
  • Author(s): KAZUHITO DOBASHI, DOUGLAS J. MARSHALL, TOMOMI SHIMOIKURA,JEAN-PHILIPPE BERNARD
  • Organizer: The New Trends in Radio Astronomy in the ALMA Era The 30th Anniversary of Nobeyama Radio Observatory
  • Place of Presentation: The Prince Hakone (Kanagawa, Japan)
  • Year and Date: 20121203-20121208
• [Presentation] The CCS 45 GHz Zeeman Project: Magnetic Field Measurements Towards Prestellar Cores (2012)
  • Author(s): F. NAKAMURA, H. OGAWA, S. KAMENO, K. KIMURA, I. MIZUNO, K. TOKUDA, M. TAKATSU, D. IONO, S. TAKANO, K. DOBASHI, T. MATSUMOTO, et al.
  • Organizer: The New Trends in Radio Astronomy in the ALMA Era The 30th Anniversary of Nobeyama Radio Observatory
  • Place of Presentation: The Prince Hakone (Kanagawa, Japan)
  • Year and Date: 20121203-20121208
• [Presentation] Cluster formation in the Sh247/ Sh252/ BFS52 regions (2012)
  • Author(s): T. SHIMOIKURA, K. DOBASHI, T. ONISHI, H. OGAWA, K. KIMURA, A. NISHIMURA, T. MATSUMOTO, F. NAKAMURA , AND H. SAIT
  • Organizer: The New Trends in Radio Astronomy in the ALMA Era The 30th Anniversary of Nobeyama Radio Observatory
  • Place of Presentation: The Prince Hakone (Kanagawa, Japan)
  • Year and Date: 20121203-20121208
• [Presentation] he 1.85m mm-submm telescope: A newly-developed CO multi-line surveyor (2012)
  • Author(s): A. NISHIMURA, K. KIMURA, K. MURAOKA, H. MAEZAWA, T. ONISHI, H. OGAWA, K. DOBASHI, AND 1.85M GROU
  • Organizer: The New Trends in Radio Astronomy in the ALMA Era The 30th Anniversary of Nobeyama Radio Observatory
  • Place of Presentation: The Prince Hakone (Kanagawa, Japan)
  • Year and Date: 20121203-20121208
• [Remarks] 暗黒星雲と分子雲コアのデータベース
  • URL: http://astro.u-gakugei.ac.jp/~tenmon/Atlas/index.html