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サブミリ波偏波観測の革新が導く, 磁場を含む星形成ガス像

研究課題

研究課題/領域番号 19H01938
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関徳島大学

研究代表者

古屋 玲  徳島大学, 教養教育院, 准教授 (60455201)

研究分担者 新永 浩子  鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (20709589)
岩崎 一成  国立天文台, 天文シミュレーションプロジェクト, 助教 (50750379)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード星間物質 / 星形成 / 分子雲 / 分子雲コア / 偏波 / 磁場 / 星間乱流 / ダスト / 偏波観測 / 星間磁場 / 星間ダスト / フィラメント状分子雲 / サブミリ波 / 分子ガス / 星間塵 / 数値シュミレーション / 大質量星形成 / 直線偏波撮像観測 / 東アジア天文台 / 星の形成 / 高密度分子ガス / 直線偏波
研究開始時の研究の概要

星がうまれる(星形成)過程において磁場は重要な役割を担うとされるが, 「どのプロセスか?」は観測的検証が必要である. そこで, 我々はサブミリ波望遠鏡ジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡に国際共同研究で搭載した波長450/850ミクロン連続波・直線偏波撮像装置POL2を用い, 22個の星形成領域における磁場構造の撮像に着手した. 現在, 空間分解能0.01-0.1 pcでのユニークなデータが順調に得られている. 今後, 集中的に解析を進め,「分子雲コアと磁場のなす角はいくらか?」や「フィラメント状分子雲内部の磁場構造は揃っているのか, ランダムか?」など, 論争の続く諸課題に決着をつける.

研究成果の概要

東アジア天文台のジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡に代表者らが2017年に概ね完成させた, サブミリ波直線偏波観測装置SCUBA-2 plus POL-2を用いて, 星の母体となる冷たい星間物質の偏波撮像を系統的に多数の天体について行った. この結果, 力学的な平衡状態にかかわらず, 重力のポテンシャル・エネルギーに比べて, 星間乱流と磁場がもつエネルギーの和が同程度であり, 磁場の重要性が明確にわかった. 従来の研究では, 系統運動を除く非熱的運動の運動エネルギーとランダムな磁場がもつエネルギーが平衡であると仮定するが, 0.01 pcのスケールでこの仮定が破れることもわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

【学術的意義】冷たい星間物質の磁場観測は, 分子雲など1 pcを超えるスケールではプランク衛星のデータが存在する. 0.01 pc以下の原始星周囲の磁場強度についてはALMA望遠鏡で観測可能である. 本科研費研究で, 両者の中間の構造物である, 分子雲コアのスケールの磁場観測が可能となり, 装置を完成させた(熟知した)グループが系統的な観測に基づき, 上述の一般像を導いたことは, 天文学全体を俯瞰しても大きな意義がある.
【社会的意義】皆無である. 基礎研究に, 即効的な社会的意義を求めることに強い違和感がある. ただし,将来世代が本研究に社会的意義を見出すことを我々は否定しない.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (19件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 15件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 東アジア天文台/ハワイ大学(米国)

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  • [国際共同研究] 中央ランカシャー大学/ロンドン大学(英国)

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  • [国際共同研究] 台湾中央研究院(その他の国・地域)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] KASI(韓国)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 香港中文大学(中国)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究]

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  • [国際共同研究] 東アジア天文台/ハワイ大学(米国)

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  • [国際共同研究] 中央ランカシャー大学/ロンドン大学(英国)

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  • [国際共同研究] KASI(韓国)

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  • [国際共同研究] 香港中文大学(中国)

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  • [国際共同研究] 東アジア天文台(米国)

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  • [国際共同研究] 中国科学院国家天文台/南京大学/香港中文大学(中国)

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  • [国際共同研究] ポルト大学(ポルトガル)

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  • [国際共同研究] ハノイ理工科大学(ベトナム)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾・中央研究院天文及天体物理学研究所/国立精華大学(中華民国)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 東アジア天文台/NASA SOFIA Sceince Center(米国)

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  • [国際共同研究]

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  • [雑誌論文] JCMT BISTRO Observations: Magnetic Field Morphology of Bubbles Associated with NGC 63342023

    • 著者名/発表者名
      Tahani, Mehrnoosh; Bastien, Pierre; Furuya, Ray S.; Pattle, Kate; Johnstone, Doug; Arzoumanian, Doris; Doi, Yasuo; Hasegawa, Tetsuo; Inutsuka, Shu-ichiro; Hiroyuki Nakanishi et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 944 号: 2 ページ: 139-139

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acac81

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    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Twisted magnetic field in star formation processes of L1521F revealed by submillimeter dual-band polarimetry using the James Clerk Maxwell Telescope2023

    • 著者名/発表者名
      Fukaya Sakiko、Shinnaga Hiroko、Furuya Ray S、Tomisaka Kohji、Machida Masahiro N、Harada Naoto
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 号: 1 ページ: 120-127

    • DOI

      10.1093/pasj/psac094

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      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The JCMT BISTRO Survey: Multi-wavelength polarimetry of bright regions in NGC 2071 in the far-infrared/submillimeter range, with POL-2 and HAWC+2022

    • 著者名/発表者名
      L. Fanciullo, F. Kemper, K. Pattle, 他
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 512 号: 2 ページ: 1985-2002

    • DOI

      10.1093/mnras/stac528

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      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic fields and outflows in the large Bok globule CB 542022

    • 著者名/発表者名
      Pattle Kate、Lai Shih-Ping、Sadavoy Sarah、Coude Simon、Wolf Sebastian、Furuya Ray、Kwon Woojin、Lee Chang Won、Zielinski Niko
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 515 号: 1 ページ: 1026-1036

    • DOI

      10.1093/mnras/stac1356

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Spiral Magnetic Field in a Hub-filament Structure, Monoceros R22022

    • 著者名/発表者名
      Hwang, J. et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 941 号: 1 ページ: 51-51

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac99e0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The JCMT BISTRO-2 Survey: Magnetic Fields of the Massive DR21 Filament2022

    • 著者名/発表者名
      Ching, Tao-Chung; Qiu, Keping; Li, Di; Ren, Zhiyuan; Lai, Shih-Ping; Berry, David; Pattle, Kate; Furuya, Ray; Ward-Thompson, Derek; Johnstone, Doug; Hiroyuki Nakanishi et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 941 号: 2 ページ: 122-122

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac9dfb

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The JCMT BISTRO Survey: 950/450 micron meter polarization study toward NGC 2071IR in Orion B2021

    • 著者名/発表者名
      A. Lyo, J. Kim, S. Sadavo, 他
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 918 号: 2 ページ: 85-85

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0ce9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The JCMT BISTRO-2 Survey: The distribution of magnetic field strengths towards the OMC-1 Region2021

    • 著者名/発表者名
      J. Hwang, J. Kim, K. Pattle,他
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 913 号: 2 ページ: 85-85

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abf3c4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic Fields Studies in the Next Decade: EAO Submillimetre Futures White Paper Series, 20192020

    • 著者名/発表者名
      Furuya, Ray S.; Pattle, Kate; Coude, Simon; Ching, Tao-Chung; Mairs, Steve; Sadavoy, Sarah; Scicluna, Peter; Soam, Archana; Eswaraiah, Chakali; Safi-Harb, Samar
    • 雑誌名

      EAO Submillimetre Futures Paper Series、eprint arXiv:2001.05753

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of a helicity proxy to edge-on galaxies2020

    • 著者名/発表者名
      Brandenburg, Axel and Furuya, Ray S.
    • 雑誌名

      submitted to MNRAS, arXiv:2003.07284

      巻: 1

    • NAID

      120007146103

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] JCMT BISTRO Survey: Magnetic Fields within the Hub-filament Structure in IC 51462019

    • 著者名/発表者名
      Wang Jia-Wei、Lai Shih-Ping、Eswaraiah Chakali et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 876 号: 1 ページ: 42-42

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab13a2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The JCMT BISTRO Survey: The magnetic field in the starless core rho Ophiuchus C2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, J., Qiu, K., Berry, D., Francesco, J. D., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 877 号: 1 ページ: 43-43

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab0958

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The JCMT BISTRO Survey: The Magnetic Field of the Barnard 1 Star-forming Region2019

    • 著者名/発表者名
      Coude Simon、Bastien Pierre、Houde Martin、Sadavoy Sarah、... Tomisaka Kohji、...、The B-fields In STar-forming Regions Observations (BISTRO) Collaboration
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 877 号: 2 ページ: 88-88

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab1b23

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] JCMT BISTRO Survey observations of the Ophiuchus Molecular Cloud: Dust grain alignment properties inferred using a Ricean noise mode2019

    • 著者名/発表者名
      Pattle, K., Lai, S.-P., Hasegawa, T.,et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 880 号: 1 ページ: 27-27

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab286f

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Giant Protostellar Flares: Accretion-driven Accumulation and Reconnection-driven Ejection of Magnetic Flux in Protostars2019

    • 著者名/発表者名
      Takasao Shinsuke、Tomida Kengo、Iwasaki Kazunari、Suzuki Takeru K.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 878 号: 1 ページ: L10-L10

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab22bb

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First Subarcsecond Submillimeter-wave [C i] Image of 49 Ceti with ALMA2019

    • 著者名/発表者名
      Higuchi Aya E.、Saigo Kazuya、Kobayashi Hiroshi、Iwasaki Kazunari、Momose Munetake、Lou Soon Kang、Sakai Nami、Kunitomo Masanobu、Ishihara Daisuke、Yamamoto Satoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 883 号: 2 ページ: 180-180

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab3d26

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] BISTRO Project Status (13)2023

    • 著者名/発表者名
      古屋 玲
    • 学会等名
      日本天文学会2023年度春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] BISTRO Project Status (12)2022

    • 著者名/発表者名
      古屋 玲
    • 学会等名
      日本天文学会2022年度秋季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] The JCMT BISTRO survey: submmillimeter polarization spectra of thermal emission from dust grains in high-density star-forming clouds2020

    • 著者名/発表者名
      Ray Furuya
    • 学会等名
      Magnetic Fields in the Universe 7, Qui Nhon, Vietnum, Feb. 16-22
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BISTRO:850μm偏波機能付き“SCUBA-3”カメラの製作 (1) 科学目標2020

    • 著者名/発表者名
      古屋玲
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The formation of molecular clouds by compression of two-phase atomic gases2020

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Iwasaki, Kengo Tomida,Tsuyoshi Inoue,Shu-ichiro Inutsuka
    • 学会等名
      Magnetic Fields in the Universe 7, Qui Nhon, Vietnum, Feb. 16-22
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SPICAで探る分子雲の多相構造2020

    • 著者名/発表者名
      岩﨑一成
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会講演予稿集Z231b
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤内側領域のデッドゾーン境界近傍におけるガスダイナミクス2020

    • 著者名/発表者名
      岩﨑一成, 富田賢吾,高棹真介,奥住聡,鈴木建
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会講演予稿集P212a
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Polarization imaging: lessons learned and wishes for future instrumentation2019

    • 著者名/発表者名
      Ray Furuya
    • 学会等名
      EAO Sub-mm Futures
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BISTRO:星形成領域における450μm帯ダスト熱放射偏波撮像マップ (2)2019

    • 著者名/発表者名
      古屋玲
    • 学会等名
      日本天文学会2019年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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