分子雲の広域掃天観測による星生成の統計的研究

• 研究課題/領域番号: 02044064
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 福井 康雄 名古屋大学, 理学部, 助教授 (30135298)
• 研究分担者: BOOTH R. ヨーロッパ南天天文台, 台長 ; RODGERS A. オーストラリア国立大学, 教授 ; SCALISE Jr. ブラジル宇宙科学研究所, 主任研究員 ; STROM S. マサチューセッツ大学, 教授 ; TOKUNAGA A. ハワイ大学, 研究員 ; MYERS P. ハーバードスミソニアン天文台, 主任研究員 ; WINNEWISSER ケルン大学, 教授 ; 小倉 勝男 国学院大学, 文学部, 教授 (30102099) ; 佐藤 文男 東京学芸大学, 地学, 助教授 (70154094) ; 藤本 光昭 名古屋大学, 理学部, 教授 (70022580) ; 岩田 隆浩 通信総合研究所, 研究官 ; 水野 亮 名古屋大学, 理学部, 助手 (80212231) ; 小川 英夫 名古屋大学, 理学部, 助手 (20022717) ; SUROM S. マサチューセッツ大学, 教授 ; ZIMMERMANN P ケルン大学, 助教授 ; SCHIEDER R. ケルン大学, 助教授 ; WINNEWISSER ケルン大学, 教授 ; 河鰭 公昭 名古屋大学, 理学部, 教授 (60022513)
• 研究期間 (年度): 1990 – 1991
• 研究課題ステータス: 完了 (1991年度)
• 配分額: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円); 1991年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円); 1990年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
• キーワード: 電波天文学 / 星の形成 / 星間分子 / ミリ波天文学 / 星間物質

研究概要

星生成のメカニズムの解明は、現代天文学の最も重要な課題の一つである。本研究は、星生成の現場である星間分子雲の観測的研究によって、この課題に取り組んできた。北天を中心として、大局的な星間分子ガスの分布の解明をすすめるとともに、南天における個別の星生成領域の研究をすすめた。その結果、(1)新たに原始星に伴う分子流天体を5天体発見し(内1天体は南天)、(2)分子ガスと遠赤外幅射との詳細な相関関係を明らかにする一歩をふみだし、(3)分子雲コア中の乱流運動の起源に関わるスペクトル幅の特徴を整理し、(4)分子雲複合体に付随する原子ガス(HI)の大局的分布をおうし座とへびつかい座について明らかにする、などの成果が挙がった。また、以上の観測研究の成果に加えて、南半球での電波観測を行って、近い将来の南天における星生成領域の本格的研究の端緒を開いたことは、大きな前進であった。
以上の成果((1)ー(4))は、星間分子ガスの特性に関する問題を、小さなスケ-ル(〜0.1pc)から大きなスケ-ル(〜100pc)に至る広い範囲で、取り扱っている。これは、本研究が、名大の4メ-トル電波望遠鏡による星生成領域の広域掃天観測によって明らかになった星間分子ガスの大局的分布を基盤として展開された結果であり、(1)分子ガス中での局所的な星形成、(2)分子ガスそのものの物理状態、(3)分子ガスを取り巻く大局的分布とのつながり、という3つの局面において、本研究は進展した。以下に、特に重要と思われる2点について、更に詳しく成果の具体的内容を述べる。
(1)原始星に付随する分子流天体の存在は、約10年前から知られており、現在までに約160天体がカタログされている。そのうち、約60個は、名古屋大学の4メ-トル電波望遠鏡による広域観測に基づいて発見同定されたものである。本研究においては、これまでに広域な分子スペクトル観測のなされたいなかった白鳥座の暗黒星雲群(HII領域IC5146付近)のCO、 ^<13>CO、C^<18>O分子による系統的な観測によって分子ガスの高密度部分を特定し、かつ、そこに可視光では見えない赤外約源が複数個存在することを見出した。
この領域について、五大学電波天文台の14メ-トル電波望遠鏡を用いたCO高速度ガスの検出を試みた結果、計4個の分子流天体を発見し、2個の分子流天体の候補を見出した。この結果は、オリオン座のL1641、モノセラス座S287などに次いで、分子流天体群の存在する高密度分子雲の発見を意味するものであり、分子雲中の星形成と、それによる、分子雲の力学的安定性への影響などの問題に新たな一石を投じるものであり、注目される。
一方、南半球においては、光学写真等に基づいて同定した40数個のブライト・リム天体についてチリのSEST15メ-トル電波望遠鏡を用いた観測を行い、悪天候に災いされつつも、HH132において見事な双極性を示す分子流天体を発見した。今後、さらに探査をすすめて、HII領域の影響大でどの時に星形成が促進されるか、という問題に対して、明確な答えを見出していきたい。
(2)分子雲の大局的構造の中に、個々の分子雲コアが埋もれており、そこで星形成が進行すると考えられる。1991、1992年の名大4メ-トル鏡による観測によってその様子は、如実に描き出されてきた。大局的に見た時、フィラメント状分子雲の形成が分子雲コアの存在のための必要条件であると考えられる。分子雲コアの質量が、そこで形成される星の質量と相関する可能性が高く、分子雲コアの成長を理解することが星形成効率の理解の前段として重要となる。分子雲中の諸組成と、乱流等の運動状態を解明することは、分子雲コアの成長を支配する要因を探る上で重要である。パリのグル-プとの研究は、分子ガス中の塵からの放射を分子ガスの質量との相関を、名大で取得されたかつてない広範囲な分子スペクトルのデ-タベ-スを基にして解析しようとするものである。また、ケンブリッジのグル-プとすすめている分子雲コア中の乱流の解析は、デ-タの高いS/N比によって、高い確度での乱流の相関長の導出に成功している。これらの結果は、現在、論文としてまとめられつつあり、分子雲の構造と運動、そして、星形成効率の支配要因を明らかにするための重要なステップと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] A.Mizuno: "A Remarkable multilobe molecular outflow:ρ Ophiuchi East,associated with IRAS 16293-2422" Astrophys.J.356. 184-194 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Fukui: "A comparative study of star formation efficiencies in nearby molecular cloud complexes" IAU Symposium 147 Fragmentation of molecular clouds and star formation. 275-288 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Ogawa: "A110 GHz SIS receiver for radio astronomy" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 11. 717-726 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Uchida: "Velocity split along the Rho Ophiuchi streamer (North):spinning streamer as "angular momentum drain" from massive cloud of active star-dormation" Publ.Astron.Soc.Japan. 42. 69-83 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.Nozawa: "A study of ^<13>CO cloud cores in Ophiuchus" Astrophys J.Suppl.77. 647-675 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Sugitani: "A catalog of bright-rimmed clouds with IRAS point sources:candidates for star formation by radiation-driven implosion.I.Norther hemisphere" submitted to Astrophys J.Suppl.(1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J.Yang: "A newly discovered molecular cloud in Cep OB4" Astrophys.J.362. 538-544 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J.Yang: "A millimeter wave lone study of L1287:a case of induced star formation by stellar wind compression?" Astrophys.J.(1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Fukui: "Molecular outflows" in Protostars and Planets III. (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] A.Mizuno: "A large scale survey of dense cores and molecular outflows Ophiuchus" IAU Symposium 147,Fragmentation of molecular clouds and star formation. 462-463 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Koyama: "An X-ray pulsar in the direction of molecular cloud MBM 12 (Lynds 1457)" Astrophys.J.277. 240-245 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Umemoto: "U-shaped outflow in the L1221 dark cloud:an example of interaction of outflows with ambient clouds" Astrophys.J.377. 510-518 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Fukui: "A new 4m millimeter-wave telescope for a southern sky CO survey" IAU Symposium 148,The Magellanic Clouds. 105-106 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J.Yang: "A CO study of Sharpless 171;Evidence for interaction between the HII region and its neighboring molecular cloud" Astrophys.J.386. 618-626 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] P.Goldsmith: "Structure,chemistry,and clumping in the NGC2071(North) molecular cloud" Astrophys.J.385. 522-535 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Fukui: "Molecular outflows;observational signature for the earliest phase of stellar evolution" Primitive solar nebula and origin of the planets. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y. Fukui: "A comparative study of star formation efficiencies in nearby molecular cloud complexes." IAU Symposium 147, Fragmentation of molecular clouds and star formation,. 275-288 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A. Mizuno: "A large scale survey of dense cores and molecular outflows Ophiuchus." IAU Symposium 147, Fragmentation of molecular clouds and star formation,. 462-463 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J. Yang: "A CO study of Sharpless 171 ; Evidence for interaction between the HII region and its neighboring molecular cloud." Astrophys. J.386. 618-626 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] P. Goldsmith: "Structure, Chemistry, and clumping in the NGC2071 (North) molecular cloud." Astrophys. J.385. 522-535 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Fukui: "Molecular outflows." Protostars and Planets III, ed. E. Levy. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Fukui: "Molecular outflows ; observational signature for the earliest phase of stellar evolution." Primitive solar nebula and origin of the planets, ed. H. Ohya. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Sugitani: "A catalog of bright-rimmed clouds with IRAS point sources : candidates for star formation by radiation-driven implosion I, northern hemisphere." Astrophys. J. Suppl.77. 59-66 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Koyama: "An X-ray pulsar in the direction of molecular cloud MBM 12 (Lynds 1457)" Astrophys. J.277. 240-245 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J. Yang: "A millimeter wave line study of L1287 : a case of induced star formation by stellar wind compression?" Astrophys. J.373. 137-145 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Umemoto: "U-shaped outflow in the L1221 dark cloud : an example of interaction of outflows with ambient clouds." Astrophys. J.377. 510-518 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S. Nozawa: "A study of ^<13>CO cloud cores in Ophiuchus." Astrophys. J. Suppl.77. 647-675 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Fukui: "A new 4m millimeter-wave telescope for a southern sky CO survey." IAU Symposium 148, The Magellanic Clouds. 105-106 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.Mizuno: "A remarkable multilobe molecular outflow:p Ophiuchi East,associated with IRAS 16293ー2422" Astrophys.J.356. 184-194 (1990)
• [文献書誌] Y.Fukui: "A comparative study of star formation efficiencies in nearby molecular cloud complexes" in IAU Symposium 147 Fragmentation of molecular clouds and star formation. in press. (1990)
• [文献書誌] H.Ogawa: "A110 GHz SIS receiver for radio astronomy" Int.J.Infrared and Millimeter Waves. 11. 717-726 (1990)
• [文献書誌] Y.Uchida: "Velocity split along the Rho Ophiuchi streamer (North):spinning streamer as "angular momentum drain" from massive cloud of active starーdormation" Publ.Astron.Soc.Japan. 42. 69-83 (1990)
• [文献書誌] S.Nozawa: "A study of ^<13>CO cloud cores in Ophiuchus," Astrophys.J.Suppl.submitted. (1990)
• [文献書誌] Y.Fukui: "Molecular outflows" in Protostars and Planets III. in press. (1991)
• [文献書誌] K.Sugitani: "A catalog of brightーrimmed clouds with IRAS point sources:candidates for star formation by radiationーdriven implosion.I.Norther hemisphere" submitted to Ap.J.Suppl.(1990)
• [文献書誌] J.Yang: "A newly discovered molecular cloud in Cep OB4" Ap.J.362. 538-544 (1990)
• [文献書誌] J.Yang: "A millimeter wave line study of L1287:a case of induced star formation by stellar wind compression?" Ap.J.in press. (1990)
• [文献書誌] J.Yang: "A CO study of Sharpless 171;Evidence for interaction between the HII region and its neighboring molecular cloud" submitted to Ap.J.(1990)