適合格子細分化法を用いた原始連星の星周構造の解明

• 研究課題/領域番号: 17K05394
• 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: 法政大学
• 研究代表者: 松本 倫明 法政大学, 人間環境学部, 教授 (60308004)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 星形成 / 連星系 / 原始星 / 星周円盤 / 周連星円盤 / 数値シミュレーション / MHD / AMR / 原始連星 / アウトフロー / 数値計算法 / 理論天文学

研究成果の概要

原始連星の周囲のガス構造について数値シミュレーションで調べた。本研究では流体モデルとMHDモデルの２種類のモデルを調べた。AMR法を用いて連星の周囲を局所的に解像度で分解した。その結果、各々の星周円盤から伸びる渦状腕と周連星円盤に非対称構造が再現された。MHDモデルでは、新たに開発したBoris-HLLD法を採用し、従来計算が困難であったモデルを、現実的な計算時間で計算することができた。MHDモデルによると、磁場によって、周連星円盤から比較的低速なアウトフローが、ふたつの星周円盤から比較的高速なアウトフローが放出される。これらの構造は最近のALMAによる観測でも発見されている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、AMRという高度なシミュレーション技術を用いることにより、原始連星の周囲の詳細な構造をこれまでにない高い解像度で再現する。このシミュレーション結果と最近ALMAの観測結果を比較することにより、原始連星のガスやダストの構造の力学過程を理解することができる。ALMAは国際プロジェクトで建設・運用している大規模な電波望遠鏡であり、これらの観測の物理的な解釈に貢献することは重要である。

研究成果

• [国際共同研究] IAS/University of Maryland/University of Virginia(米国)
• [国際共同研究] ASIAA(その他の国・地域（台湾）)
• [国際共同研究] KASI/慶熙大学校(韓国)
• [国際共同研究] パリ＝サクレ大学(フランス)
• [国際共同研究] Princeton University(米国)
• [国際共同研究] European Southern Observatory(ドイツ)
• [国際共同研究] ASIAA/National Taiwan University(台湾)
• [国際共同研究] East Asian Observatory(米国)
• [国際共同研究] Institute of Physics and CASA(ポーランド)
• [雑誌論文] Disk Structure around the Class I Protostar L1489 IRS Revealed by ALMA: A Warped-disk System (2020)
  • 著者名/発表者名: Sai, Jinshi; Ohashi, Nagayoshi; Saigo, Kazuya; Matsumoto, Tomoaki; Aso, Yusuke; Takakuwa, Shigehisa; Aikawa, Yuri; Kurose, Ippei; Yen, Hsi-Wei; Tomisaka, Kohji; Tomida, Kengo; Machida, Masahiro N.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 893 号: 1 ページ: 51-51
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab8065
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in BHR 71 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kandori Ryo、Tamura Motohide、Saito Masao、Tomisaka Kohji、Matsumoto Tomoaki、Tazaki Ryo、Nagata Tetsuya、Kusakabe Nobuhiko、Nakajima Yasushi、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Tatematsu Ken’ichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 892 号: 2 ページ: 128-134
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab7b68
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Birth of a Massive First-star Binary (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugimura Kazuyuki、Matsumoto Tomoaki、Hosokawa Takashi、Hirano Shingo、Omukai Kazuyuki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 892 号: 1 ページ: L14-L14
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab7d37
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in Barnard 335 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kandori, Ryo; Saito, Masao; Tamura, Motohide; Tomisaka, Kohji; Matsumoto, Tomoaki; Tazaki, Ryo; Nagata, Tetsuya; Kusakabe, Nobuhiko; Nakajima, Yasushi; Kwon, Jungmi; Nagayama, Takahiro; Tatematsu, Ken'ichi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 891 号: 1 ページ: 55-55
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab6f07
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in the Dense Core CB81 (L1774, Pipe 42) in the Pipe Nebula (2020)
  • 著者名/発表者名: Kandori, Ryo; Tamura, Motohide; Saito, Masao; Tomisaka, Kohji; Matsumoto, Tomoaki; Tazaki, Ryo; Nagata, Tetsuya; Kusakabe, Nobuhiko; Nakajima, Yasushi; Kwon, Jungmi; Nagayama, Takahiro; Tatematsu, Ken'ichi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 890 号: 1 ページ: 14-14
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab67c5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in a Starless Core. VI. Application of Flux Freezing Model and Core Formation of FeSt 1─457 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kandori, Ryo; Tomisaka, Kohji; Saito, Masao; Tamura, Motohide; Matsumoto, Tomoaki; Tazaki, Ryo; Nagata, Tetsuya; Kusakabe, Nobuhiko; Nakajima, Yasushi; Kwon, Jungmi; Nagayama, Takahiro; Tatematsu, Ken'ichi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 888 号: 2 ページ: 120-120
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab6081
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distortion of magnetic fields in Barnard 68 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kandori Ryo、Tamura Motohide、Saito Masao、Tomisaka Kohji、Matsumoto Tomoaki、Kusakabe Nobuhiko、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Nagata Tetsuya、Tazaki Ryo、Tatematsu Ken’ichi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 72 号: 1 ページ: 8-8
  • DOI: 10.1093/pasj/psz127
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A centrally concentrated sub-solar-mass starless core in the Taurus L1495 filamentary complex (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokuda Kazuki、Tachihara Kengo、Saigo Kazuya、Andre Phillipe、Miyamoto Yosuke、Zahorecz Sarolta、Inutsuka Shu-ichiro、Matsumoto Tomoaki、Takashima Tatsuyuki、Machida Masahiro N、Tomida Kengo、Taniguchi Kotomi、Fukui Yasuo、Kawamura Akiko、Tatematsu Ken’ichi、Kandori Ryo、Onishi Toshikazu
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 号: 4 ページ: 73-73
  • DOI: 10.1093/pasj/psz051
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Dynamical Model of the Heliosphere with the Adaptive Mesh Refinement (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Matsumoto, Daikou Shiota, Ryuho Kataoka, Hiroko Miyahara and Shoko Miyake
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 1225 012008 巻: - 号: 1 ページ: 012008-012008
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1225/1/012008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A New HLLD Riemann Solver with Boris Correction for Reducing Alfven Speed (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Tomoaki; Miyoshi, Takahiro; Takasao, Shinsuke
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 874 号: 1 ページ: 37-37
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab05cb
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Structure of a Protobinary System: An Asymmetric Circumbinary Disk and Spiral Arms (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Tomoaki、Saigo Kazuya、Takakuwa Shigehisa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 871 号: 1 ページ: 36-36
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaf6ab
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in a Starless Core. V. Near-infrared and Submillimeter Polarization in FeSt 1-457 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kandori Ryo、Nagata Tetsuya、Tazaki Ryo、Tamura Motohide、Saito Masao、Tomisaka Kohji、Matsumoto Tomoaki、Kusakabe Nobuhiko、Nakajima Yasushi、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Tatematsu Ken’ichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 868 号: 2 ページ: 94-94
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae888
  • NAID: 120006784406
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Warm CO Gas Generated by Possible Turbulent Shocks in a Low-mass Star-forming Dense Core in Taurus (2018)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, Kazuki; Onishi, Toshikazu; Saigo, Kazuya; Matsumoto, Tomoaki; Inoue, Tsuyoshi; Inutsuka, Shu-ichiro; Fukui, Yasuo; Machida, Masahiro N.; Tomida, Kengo; Hosokawa, Takashi; Kawamura, Akiko; Tachihara, Kengo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 862 号: 1 ページ: 8-22
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aac898
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Statistical Study of Massive Cluster-forming Clumps (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimoikura Tomomi、Dobashi Kazuhito、Nakamura Fumitaka、Matsumoto Tomoaki、Hirota Tomoya
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 855 号: 1 ページ: 45-45
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaaccd
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] Theoretical Models of Protostellar Binary and Multiple Systems with AMR Simulations (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Tomoaki、Tokuda Kazuki、Onishi Toshikazu、Inutsuka Shu-ichiro、Saigo Kazuya、Takakuwa Shigehisa
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 837 ページ: 012009-012009
  • DOI: 10.1088/1742-6596/837/1/012009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fates of the dense cores formed by fragmentation of filaments: do they fragment again or not? (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugimura Kazuyuki、Mizuno Yurina、Matsumoto Tomoaki、Omukai Kazuyuki
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 469 号: 4 ページ: 4022-4033
  • DOI: 10.1093/mnras/stx1129
  • 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] 1000 au exterior arcs connected to the protoplanetary disk around HL Tauri (2017)
  • 著者名/発表者名: Yen Hsi-Wei、Takakuwa Shigehisa、Chu You-Hua、Hirano Naomi、Ho Paul T. P.、Kanagawa Kazuhiro D.、Lee Chin-Fei、Liu Hauyu Baobab、Liu Sheng-Yuan、Matsumoto Tomoaki、Matsushita Satoki、Muto Takayuki、Saigo Kazuya、Tang Ya-Wen、Trejo Alfonso、Wu Chun-Ju
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 608 ページ: A134-A134
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201730894
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 周連星円盤における磁場の効果：MRIと三つのアウトフロー (2020)
  • 著者名/発表者名: 松本倫明
  • 学会等名: 日本天文学会2020年春季年会
• [学会発表] Boris-HLLD: a new MHD Riemann solver for reducing Alfven speed (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Matsumoto
  • 学会等名: ASTRONUM 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Circumstellar Disks and Outflows in Turbulent Molecular Cloud Cores: Possible Formation Mechanism for Misaligned Systems (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Matsumoto
  • 学会等名: IAU 30 GA, FM4
  • 国際学会
• [学会発表] 角運動量の非定常な降着によるワープ円盤の形成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松本倫明(法政大学), 崔仁士(東京大学), 西合一矢, 大橋永芳(国立天文台)
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会