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星・惑星形成から星系形成へ-マルチスケール輻射磁気流体計算による研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J06947
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 天文学
研究機関東京大学

研究代表者

富田 賢吾  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード星形成 / 数値シミュレーション / 磁気流体力学 / 輻射輸送
研究実績の概要

本研究では星形成過程のうち、分子雲コアからファーストコア・星周円盤に至るスケールをngr3mhdコードで、また円盤近傍の小スケールの構造をAthena++コードによりシミュレーションし、これらを組み合わせて分子雲から原始星に至る星形成過程全体の一貫したモデルを構築することを目的としている。
ngr3mhdコードを用いたシミュレーションについては、双極性拡散(ambipolar diffusion)を取り入れたシミュレーションを行い、この効果により磁場が拡散して磁場による角運動量輸送が強く抑制され、これまで想定されていたよりも早い段階で星周円盤の形成が可能であることを示した。形成された円盤は星形成過程の初期では半径数AU程度と小さいが、その後のガス降着により成長すると考えられる。近年の電波干渉計による星周円盤の観測では、若い原始星周囲の星周円盤は小さいことが分かっており、この結果は観測とも整合的である。
原始星周辺の小スケール構造を扱うシミュレーションには新規にAthena++コードの開発を進めている。本コードはこれまでPrinceton大学にて開発されてきたAthenaコードを完全に再設計するものであり、これまでよりも柔軟な格子配置、特に任意の領域に高解像度の格子を動的に配置する解適合細分化格子(Adaptive Mesh Refinement, AMR)を可能にすること、及び従来の磁気流体に加え自己重力や輻射輸送などの多くの物理過程を実装することを目的としている。またコードの性能にも重点を置いており、現代的なスーパーコンピューターで高性能が実現できるよう最適化を行っている。多様な座標系に適用可能な一般的なMHDソルバーの開発は順調に終了し、現在テストを進めている。またAMRについては現在設計を進めている段階である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

今後の研究の推進方策

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Radiation Magnetohydrodynamic Simulations of Protostellar Collapse : Low-metallicity Environments2014

    • 著者名/発表者名
      Kengo Tomida
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 786 号: 2 ページ: 98-98

    • DOI

      10.1088/0004-637x/786/2/98

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ALMA Observations of a High-density Core in Taurus : Dynamical Gas Interaction at the Possible Site of a Multiple Star Formation2014

    • 著者名/発表者名
      K. Tokuda, T. Onishi, K. Saigo, A. Kawamura, Y. Fukui, T. Matsumoto, S.-i. Inutsuka, M, N. Machida, K. Tomida, K. Tachihara
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 789 号: 1 ページ: L4-L4

    • DOI

      10.1088/2041-8205/789/1/l4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ALMA Observations of Infalling Flows toward the Keplerian Disk around the Class I Protostar L1489 IRS2014

    • 著者名/発表者名
      H.-W. Yen, S. Takakuwa, N. Ohashi, Y. Aikawa, Y. Aso, S. Koyamatsu, M.N. Machida, K. Saigo, M. Saito, K. Tomida, K. Tomisaka
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 793 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1088/0004-637x/793/1/1

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Global MHD Simulations of Star-Disk Interaction2014

    • 著者名/発表者名
      Kengo Tomida
    • 学会等名
      Accretion and Outflows throughout the Scales
    • 発表場所
      Ecole Normale Superieure de Lyon, Lyon, France
    • 年月日
      2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Radiation Magnetohydrodynamic Simulations of Protostellar Collapse : Ambipolar Diffusion and Ohmic Dissipation2014

    • 著者名/発表者名
      富田賢吾
    • 学会等名
      日本天文学会2014年秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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