2022 Fiscal Year Annual Research Report
乱流と磁場を持つ分子雲コアの収縮および衝突における連星の形成条件と回転構造の解明
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21J23102
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
高石 大輔 鹿児島大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 連星形成 / 原始惑星系円盤 / 単極アウトフロー / 磁場 / 乱流 / 磁気流体力学 / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の銀河系内の観測から、太陽質量程度の若い星の半数以上は連星であることが明らかになっている。そのため、太陽のような単一星の形成進化過程のみならず、連星の形成進化過程を理解することは星形成過程の理解にとって非常に重要である。本研究の目的は、近年の観測が示す現実的な星形成環境で連星の形成条件および連星の回転構造の時間進化を解明することである。
本年度は、前年度に準備したコードや初期条件を用いて、乱流と磁場を持つ分子雲コア同士の収縮・衝突過程を3次元非理想磁気流体シミュレーションを用いて長時間計算した。特に分子雲コアの熱エネルギーと重力エネルギーの違いによって質量降着率が変化し、形成する連星や多重星のパラメータが大きく変化することが分かった。現在これらの結果を詳細に解析し論文にまとめている。一方で、本研究では、分子雲コア同士の衝突過程に移る前段階の分子雲コア収縮過程における分裂や単極アウトフローなどの予期せぬ興味深い現象をいくつか発見している。単極アウトフローは、近年の星形成領域の観測で実際に発見されている。そのため、本研究での単極アウトフロー駆動現象の発見は観測結果を説明しうる重要な発見である。また、駆動するアウトフロー形状によって分子雲コアの衝突過程の様子が大きく変わる可能性もある。そのため、磁場強度や乱流強度への依存性と非理想磁気流体力学効果の影響を検証するための追加計算を行い、その駆動条件を詳細に調べた。その結果、単極/双極アウトフローの駆動条件は分子雲コアのアルフヴェンマッハ数に強く依存することが分かった。来年度は連星や多重星の形成進化過程において単極アウトフローが駆動する条件も明らかにする。
また、本年度は上述した計算に加えて、分子雲コアにおける宇宙線強度とダスト量が原始惑星系円盤の初期進化段階に与える影響を調べるために行った共同研究の成果が査読論文として受理された。
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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
研究計画に従い、乱流と磁場を持つ分子雲コア同士の収縮・衝突過程に関する3次元非理想磁気流体シミュレーションを実行することに成功した。また、前年度に発見した単極アウトフローに関して、非理想磁気流体力学効果やマッハ数の影響などを詳細に調べた結果、その駆動条件は分子雲コアのアルフヴェンマッハ数に強く依存することを突き止めた。さらに、連星や多重星周囲で駆動する単極アウトフローの駆動条件の解明という新たな研究の着想も得ることができた。
本年度は、分子雲コアにおける宇宙線強度とダスト量が原始惑星系円盤の初期進化段階に与える影響を調べるために行った共同研究の成果も査読論文として受理されている。また、国内および国際研究会に多数参加し、本研究の成果発表を行なっている。したがって、当初の研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は研究計画に記載した通り昨年度実行したシミュレーション結果の解析を進め、乱流と磁場を持つ分子雲コア同士の収縮・衝突過程における連星の形成条件と回転構造の時間進化を詳細に調べる。また、それを査読論文および博士論文にまとめる。さらに、連星や多重星周囲での単極アウトフローの駆動に関して、その駆動条件を解明する。
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