偏波と輻射輸送に基づく星形成過程の研究：星間磁場の解明

• 研究課題/領域番号: 15K05032
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 富阪 幸治 国立天文台, 理論研究部, 教授 (70183879)
• 研究分担者: 町田 正博 九州大学, 理学研究院, 准教授 (10402786)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 星間磁場 / 偏波 / 星形成 / 磁気流体力学 / フィラメント / 圧力平衡 / 重力安定性 / 偏光・偏波 / 観測的可視化

研究成果の概要

ハーシェル衛星と星間偏光観測から、分子雲がフィラメント状で星間磁場に垂直であることが示されている。垂直な磁場によって支えられた等温ガスの平衡形状を自己無撞着場の方法で計算し、重力に抗して支えられる最大の線質量を得た。この力学平衡状態の安定性について磁気流体力学シミュレーションを用いて解析した。フィラメント方向の揺らぎにある臨界波長が存在し、臨界波長より長い波長が不安定となること、また臨界波長の約2倍の波長が最も不安定となることが分かった。さらに、最も不安定な波長でフィラメントは分裂し、ガスが等温である限り、ほぼ軸対称で、磁場と垂直に伸びて、収縮を続ける擬円盤が形成されることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Circumnuclear Multi-phase Gas in the Circinus Galaxy. I. Non-LTE Calculations of CO Lines (2018)
  • 著者名/発表者名: Wada Keiichi、Fukushige Ryosuke、Izumi Takuma、Tomisaka Kohji
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 852 号: 2 ページ: 88-88
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa9e53
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Massive outflows driven by magnetic effects - II. Comparison with observations (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsushita, Yuko; Sakurai, Yuya; Hosokawa, Takashi; Machida, Masahiro N.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 475 号: 1 ページ: 391-403
  • DOI: 10.1093/mnras/stx3070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different modes of star formation: gravitational collapse of magnetically subcritical cloud (2018)
  • 著者名/発表者名: Machida, Masahiro N.; Higuchi, Koki; Okuzumi, Satoshi
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 473 号: 3 ページ: 3080-3094
  • DOI: 10.1093/mnras/stx2589
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive outflows driven by magnetic effects in star-forming clouds with high mass accretion rates (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsushita, Yuko; Machida, Masahiro N.; Sakurai, Yuya; Hosokawa, Takashi
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 475 号: 1 ページ: 1026-1049
  • DOI: 10.1093/mnras/stx893
  • 査読あり
• [雑誌論文] ALMA Observations of SMM11 Reveal an Extremely Young Protostar in Serpens Main Cluster (2017)
  • 著者名/発表者名: Aso Yusuke、Ohashi Nagayoshi、Aikawa Yuri、Machida Masahiro N.、Saigo Kazuya、Saito Masao、Takakuwa Shigehisa、Tomida Kengo、Tomisaka Kohji、Yen Hsi-Wei、Williams Jonathan P.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 850 号: 1 ページ: L2-L2
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aa9701
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA Observations of the Protostar L1527 IRS: Probing Details of the Disk and the Envelope Structures (2017)
  • 著者名/発表者名: Aso Yusuke、Ohashi Nagayoshi、Aikawa Yuri、Machida Masahiro N.、Saigo Kazuya、Saito Masao、Takakuwa Shigehisa、Tomida Kengo、Tomisaka Kohji、Yen Hsi-Wei
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 849 号: 1 ページ: 56-56
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa8264
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in a Starless Core II: 3D Magnetic Field Structure of FeSt 1-457 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kandori et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 848 号: 2 ページ: 110-110
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa8d18
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fragmentation of a Filamentary Cloud Permeated by a Perpendicular Magnetic Field (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanawa Tomoyuki、Kudoh Takahiro、Tomisaka Kohji
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 848 号: 1 ページ: 2-2
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa8b6d
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in a Starless Core: Near-infrared Polarimetry of FeSt 1-457 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kandori, R., Tamura, M., Kusakabe, N., Nakajima, Y., Kwon, J., Nagayama, T., Nagata, T., Tomisaka, K., Tatematsu, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 845 号: 1 ページ: 32-32
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa7d58
  • NAID: 120006782214
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Evidence of Radio Polarization Induced by the Radiative Grain Alignment and Self-scattering of Dust Grains in a Protoplanetary Disk (2017)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Akimasa、Tsukagoshi Takashi、Pohl Adriana、Muto Takayuki、Nagai Hiroshi、Stephens Ian W.、Tomisaka Kohji、Momose Munetake
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 844 号: 1 ページ: L5-L5
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aa7e33
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] First Results from BISTRO: A SCUBA-2 Polarimeter Survey of the Gould Belt (2017)
  • 著者名/発表者名: Ward-Thompson, Derek et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 842 号: 1 ページ: 66-76
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa70a0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The impact of the Hall effect during cloud core collapse: Implications for circumstellar disk evolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto Yusuke、Okuzumi Satoshi、Iwasaki Kazunari、Machida Masahiro N.、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 号: 6
  • DOI: 10.1093/pasj/psx113
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Detached Protostellar Disk around a ~0.2 Mo Protostar in a Possible Site of a Multiple Star Formation in a Dynamical Environment in Taurus (2017)
  • 著者名/発表者名: Tokuda Kazuki、Onishi Toshikazu、Saigo Kazuya、Hosokawa Takashi、Matsumoto Tomoaki、Inutsuka Shu-ichiro、Machida Masahiro N.、Tomida Kengo、Kunitomo Masanobu、Kawamura Akiko、Fukui Yasuo、Tachihara Kengo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 849 号: 2 ページ: 101-101
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa8e9e
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Disk-driven rotating bipolar outflow in Orion Source I (2017)
  • 著者名/発表者名: 10.Hirota, T. *, Machida, M. N., Matsushita, Y., Motogi, K., Matsumoto, N., Kim, M. K., Burns, R. A., Honma, M.
  • 雑誌名: Nature Astronomy 巻: 1 号: 7 ページ: 0146-0146
  • DOI: 10.1038/s41550-017-0146
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Circumstellar disks and outflows in turbulent molecular cloud cores: possible formation mechanism for misaligned systems (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Matsumoto; Masahiro, N. Machida; Shu-Ichiro Inutsuka
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 839(1) 号: 1 ページ: 69-69
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa6a1c
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] First results from BISTRO -- a SCUBA-2 polarimeter survey of the Gould Belt (2017)
  • 著者名/発表者名: Derek Ward-Thompson他
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Massive Outflows Driven by Magnetic Effects in Star Forming Clouds with High Mass Accretion Rates (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuko Matsushita, Masahiro N. Machida, Yuya Sakurai, Takashi Hosokawa
  • 雑誌名: Monthly Notices Royal Astronomical Society 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conditions for circumstellar disc formation - II. Effects of initial cloud stability and mass accretion rate (2016)
  • 著者名/発表者名: Machida, Masahiro N.; Matsumoto, Tomoaki; Inutsuka, Shu-ichiro
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 463(4) 号: 4 ページ: 4246-4267
  • DOI: 10.1093/mnras/stw2256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accretion phase of star formation in clouds with different metallicities (2015)
  • 著者名/発表者名: Machida, Masahiro N.; Nakamura, Teppei
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 448 号: 2 ページ: 1405-1429
  • DOI: 10.1093/mnras/stu2633
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polarization Structure of Filamentary Clouds (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomisaka, Kohji
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 807 号: 1 ページ: 47-47
  • DOI: 10.1088/0004-637x/807/1/47
  • 査読あり
• [雑誌論文] ALMA Observations of the Transition from Infall Motion to Keplerian Rotation around the Late-phase Protostar TMC-1A (2015)
  • 著者名/発表者名: Aso, Yusuke; Aso, Yusuke; Ohashi, Nagayoshi; Saigo, Kazuya; Koyamatsu, Shin; Aikawa, Yuri; Hayashi, Masahiko; Machida, Masahiro N.; Saito, Masao; Takakuwa, Shigehisa; Tomida, Kengo; Tomisaka, Kohji; Yen, Hsi-Wei
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 812 号: 1 ページ: 27-27
  • DOI: 10.1088/0004-637x/812/1/27
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] グロビュールの砂時計型磁場構造の探査 (2018)
  • 著者名/発表者名: 神鳥亮 , 田村元秀, 富阪幸治, 齋藤正雄, 立松健一, IRSF/SIRPOL チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] Class 0 天体 MMS5 から駆動するアウトフローとジェットの軸のずれ (2018)
  • 著者名/発表者名: 松下祐子, 高橋智子, 町田正博, 富阪幸治
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 円盤形成におけるホール効果の影響：ダストサイズ分布と宇宙線強度依存性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古賀駿大, 塚本裕介, 奥住聡, 町田正博
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 銀河系ハローにおける超金属欠乏炭素過剰星の起源と星・連星系形成史 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田志真子, 須田拓馬 , 小宮悠, 町田正博, 藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 3 次元モンテカルロ輻射輸送計算によるCircinus galaxy の分子ガス構造の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福重亮佑、和田桂一、泉拓磨、富阪幸治
  • 学会等名: 日本天文学会2017年度春季年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 垂直な磁場に貫かれたフィラメント状分子雲のJeans 不安定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 花輪知幸, 工藤哲洋, 富阪幸治
  • 学会等名: 日本天文学会2017年度春季年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 磁場に垂直に貫かれたフィラメント状星間雲の動的収縮 (2017)
  • 著者名/発表者名: 富阪幸治、松本倫明
  • 学会等名: 日本天文学会2017年度春季年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] ALMA Cycle 2/3 のよるClass I 原始星L1489 IRS の観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 崔仁士，大橋永芳，齋藤正雄，西合一矢，麻生有佑，Hsi-Wei Yen，高桑繁久，相川祐里，富阪幸治，町田正博，富田賢吾，小屋松進
  • 学会等名: 日本天文学会2017年度春季年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] ALMA望遠鏡を用いたオリオン座分子雲中の原始星(Class I 天体) 周囲の回転 構造の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西海拓, 高橋智子, Edward B. Fomalont, 富阪幸治, 町田正博, 中西康一郎
  • 学会等名: 日本天文学会2017年度春季年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 乱流による実効的な圧力を考慮したフィラメントモデルの安定性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 花輪知幸，工藤哲洋， 富阪幸治
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 中間質量星形成領域 OMC-3 MMS5 に付随する EHV アウトフロー (2017)
  • 著者名/発表者名: 松下祐子, 高橋智子, 町田正博, 富阪幸治
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] Serpens Main の ALMA Cycle 3 観測：ミリ波で見る進化段階 (2017)
  • 著者名/発表者名: 麻生有佑 , 平野尚美, 大橋永芳 , 西合一矢 , 齋藤正雄, 富阪幸治, 相川祐理, 高桑繁久, 富田賢吾, 町田正博, YEN Hsi-Wei, Jonathan P. WILLIAMS
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 磁場に貫かれたフィラメント状分子雲の自己重力不安定性：線形解析と数値 シミュレーションとの比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 工藤哲洋，花輪知幸，富阪幸治
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] ALMA による Class I 原始星 L1489 IRS の観測 II: 歪んだ円盤構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 崔仁士, 大橋永芳, 西合一矢, 松本倫明, 高桑繁久, 齋藤正雄, 麻生有佑 , 相川祐理 , 黒瀬一平, Hsi-Wei Yen, 富阪幸治, 富田賢吾, 町田正博
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 低金属量環境における星形成過程 (2017)
  • 著者名/発表者名: 樋口公紀 , 町田正博, 須佐元
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 炭素過剰超金属欠乏星と宇宙初期における星・連星系形成史 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤本正行, 山田志真子, 須田拓馬 , 小宮悠, 町田正博
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 動き始めたBISTRO：JCMT搭載サブミリ波偏波計POL-2 を用いた星形 成領域の網羅的観測の現状 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古屋玲他
  • 学会等名: 日本天文学会2016年度秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 磁場に貫かれたフィラメント状分子雲の不安定性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 工藤哲洋，富阪幸治，花輪知幸
  • 学会等名: 日本天文学会2016年度秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] ALMA Cycle 1 による原始星L1448-mmの観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒瀬一平、大橋永芳、麻生有佑、西合一矢、Hsi-Wei Yen, 高桑繁久、相川祐理、富阪幸治、斉藤正雄、林正彦、深川美里、町田正博、富田賢吾
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都八王子市）
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 原始星L1527 IRS 周囲のダストとガスの構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 麻生有佑、大橋永芳、相川祐理、西合一矢、斎藤正雄、富阪幸治、高桑繁久、Hsi-Wei Yen、富田賢吾、町田正博
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都八王子市）
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 磁場と回転の効果による円盤の方向の空間依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 町田正博
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-09-10