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2021 Fiscal Year Annual Research Report

ALMA Studies of the Dynamics of Low-Metallicity Star Forming Regions

Publicly Offered Research

Project AreaA Paradigm Shift by a New Integrated Theory of Star Formation: Exploring the Expanding Frontier of Habitable Planetary Systems in Our Galaxy
Project/Area Number 21H00058
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田中 圭  東京工業大学, 理学院, 助教 (20634455)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
KeywordsALMA / 低金属量 / 大質量星形成
Outline of Annual Research Achievements

本研究では観測と理論の両面から星形成の普遍性と多様性の調査を行っている。下西准教授, Zhang研究員, 徳田特任助教等との国際協力のもとで、ALMA観測を用いて大小マゼラン雲における大質量原始星サーベイ観測を進めた。特に今年度は小マゼラン雲における原始星アウトフロー、ホットコアの初検出を報告することができた (Tokuda et al. 2022; Shimonishi et al. 2022)。また、更なるデータ解析の結果、銀河系と大マゼラン雲における原始星アウトフローの物理特性は良く似ているが、小マゼラン雲の高光度原始星においてCO分子アウトフローは極端に弱いことが発見された (Tanaka et al., in prep.)。この結果は、小マゼラン雲程度の金属量環境(~0.2太陽金属量)では、アウトフロー駆動機構が働かないか、CO分子が非常に効率的に解離されていることを示唆しており、物理と化学の両面から更なる調査が必要となる。
一方、理論面からは、松木場研究員等との共同研究では、輻射流体力学シミュレーションを用いた円盤自己重力安定性についての詳細な研究を行い、低金属量環境では重力不安よる激しい円盤分裂が発生することが明らかになった (Matsukoba et al. 2022)。さらに山室氏, 奥住准教授との共同研究から、円盤内ダスト成長によって重力安定性や電離フィードバックの性質が影響をうけることもわかってきた。これらの成果により、初期宇宙に似た低金属量における大質量星形成の物理・化学過程の普遍性と多様性に新たな知見が得られつつある。

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。ALMA観測では想定していた以上に成果が得られており、多くの発見に繋がっている。理論面からも、ダスト成長や円盤分裂の物理過程が詳細に理解されるようになっている。

Strategy for Future Research Activity

今後、ALMA望遠鏡による更に高分解能観測の大小マゼラン雲原始星観測データが得られることになっていて、低金属量環境における、重力分裂やフィードバックといった物理過程や、ダストからの揮発性物質の昇華による宇宙化学進化について、新たな発見が期待される。

  • Research Products

    (26 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 11 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 5 results)

  • [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/バージニア大学(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/バージニア大学
    • # of Other Institutions
      1
  • [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] Zhejiang Laboratory(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Zhejiang Laboratory
  • [Int'l Joint Research] ウィーン大学(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      ウィーン大学
  • [Journal Article] The Detection of Hot Molecular Cores in the Small Magellanic Cloud2023

    • Author(s)
      Shimonishi Takashi、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Furuya Kenji
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 946 Pages: L41~L41

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acc031

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Disk Wind Feedback from High-mass Protostars. II. The Evolutionary Sequence2023

    • Author(s)
      Staff Jan E.、Tanaka Kei E. I.、Ramsey Jon P.、Zhang Yichen、Tan Jonathan C.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 947 Pages: 40~40

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acbd47

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Salt-bearing Disk Candidates around High-mass Young Stellar Objects2023

    • Author(s)
      Ginsburg Adam、McGuire Brett A.、Sanhueza Patricio、Olguin Fernando、Maud Luke T.、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Beuther Henrik、Indriolo Nick
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 942 Pages: 66~66

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac9f4a

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Massive Protostellar Disks as a Hot Laboratory of Silicate Grain Evolution2023

    • Author(s)
      Ryota Yamamuro, Kei E. I. Tanaka, Satoshi Okuzumi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Vibrationally Excited Lines of HC3N Associated with the Molecular Disk around the G24.78+0.08 A1 Hypercompact H ii Region2022

    • Author(s)
      Taniguchi Kotomi、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Fedriani Ruben、Tan Jonathan C.、Takakuwa Shigehisa、Nakamura Fumitaka、Saito Masao、Majumdar Liton、Herbst Eric
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 931 Pages: 99~99

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac69d1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An ALMA Study of the Massive Molecular Clump N159W-North in the Large Magellanic Cloud: A Possible Gas Flow Penetrating One of the Most Massive Protocluster Systems in the Local Group2022

    • Author(s)
      Tokuda Kazuki et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 933 Pages: 20~20

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6b3c

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Massive Protostars in a Protocluster - A Multi-scale ALMA View of G35.20-0.74N2022

    • Author(s)
      Zhang Yichen、Tanaka Kei E. I.、Tan Jonathan C.、Yang Yao-Lun、Greco Eva、Beltran Maria T.、Sakai Nami、De Buizer James M.、Rosero Viviana、Fedriani Ruben、Garay Guido
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 936 Pages: 68~68

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac847f

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The First Detection of a Protostellar CO Outflow in the Small Magellanic Cloud with ALMA2022

    • Author(s)
      Tokuda Kazuki、Zahorecz Sarolta、Kunitoshi Yuri、Higashino Kosuke、Tanaka Kei E. I.、Konishi Ayu、Suzuki Taisei、Kitano Naoya、Harada Naoto、Shimonishi Takashi、Neelamkodan Naslim、Fukui Yasuo、Kawamura Akiko、Onishi Toshikazu、Machida Masahiro N.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 936 Pages: L6~L6

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac81c1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Protostellar-disc fragmentation across all metallicities2022

    • Author(s)
      Matsukoba Ryoki、Tanaka Kei E I、Omukai Kazuyuki、Vorobyov Eduard I、Hosokawa Takashi
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 515 Pages: 5506~5522

    • DOI

      10.1093/mnras/stac2161

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Isolated Massive Star Formation in G28.20-0.052022

    • Author(s)
      Law Chi-Yan、Tan Jonathan C.、Gorai Prasanta、Zhang Yichen、Fedriani Ruben、Tafoya Daniel、Tanaka Kei E. I.、Cosentino Giuliana、Yang Yao-Lun、Mardones Diego、Beltran Maria T.、Garay Guido
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 939 Pages: 120~120

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac90c7

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Survey. IV. Isolated Protostars2022

    • Author(s)
      Fedriani Ruben、Tan Jonathan C.、Telkamp Zoie、Zhang Yichen、Yang Yao-Lun、Liu Mengyao、De Buizer James M.、Law Chi-Yan、Beltran Maria T.、Rosero Viviana、Tanaka Kei E. I.、Cosentino Giuliana、Gorai Prasanta、Farias Juan、Staff Jan E.、Whitney Barbara
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 942 Pages: 7~7

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca4cf

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大小マゼラン雲における原始星アウトフロー観測2023

    • Author(s)
      田中圭
    • Organizer
      近傍宇宙の観測的研究で探る星間物質ライフサイクル
    • Invited
  • [Presentation] Hot Disks in Massive Star Formation2023

    • Author(s)
      田中圭
    • Organizer
      惑星形成討論会2023春
  • [Presentation] MAGellanic Outflow and chemistry Survey (MAGOS) II: 大小マゼラン雲原始 星アウトフローの物理特性2023

    • Author(s)
      田中圭, Yichen Zhang, 下西隆, 富田賢吾, Jonathan C. Tan, 野村英子, John Bally
    • Organizer
      日本天文学会2023年春季年会
  • [Presentation] The hot and dynamical birth of massive stars2023

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka
    • Organizer
      宇宙電波懇談会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Massive Star Formation: Now & Then2022

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • Organizer
      A half century of mm/submm astronomy
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Massive Protostellar Disks as a Hot Laboratory2022

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • Organizer
      DIG (Dust, Ice, and Gas) Astrochemistry
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Massive Star Formation in Different Environments2022

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • Organizer
      Star Formation in Different Environments 2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The Hot and Dynamic Birth of Massive Stars2022

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka
    • Organizer
      the 44th COSPAR Scientific Assembly
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Massive Star Formation at Various Metallicities2022

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • Organizer
      From Stars to Galaxies II
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Metallicity Dependences of Massive Star Formation from Theoretical and Observational Perspectives2022

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • Organizer
      IAU Symposium 361: Massive Stars Near and Far
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Hot and Dynamic Birth of Massive Stars from the ngVLA Perspective2022

    • Author(s)
      Kei E. I. Tanaka, Yichen Zhang, Kazuhito Motogi
    • Organizer
      Computational Astrophysics in the ngVLA Era
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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