3次元多重格子法を用いた磁気雲から星への進化の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14540233
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 富阪 幸治 国立天文台, 理論天文学研究系, 教授 (70183879)
• 研究分担者: 松本 倫明 法政大学, 人間環境学部, 助教授 (60308004)
• キーワード: 星形成 / 星間磁場 / 連星・多重星 / 数値計算法

研究概要

星間磁気雲が重力収縮し星形成に至る過程を3次元磁気流体力学多重格子法を用いて詳細に研究した。
磁場をもって回転している球対称な星間雲を考え、磁場の方向と回転軸の方向が異なる場合に、収縮の過程でこれらの関係がどのように進化するのかを調べた。
(1)磁場の方向と回転軸の方向が一致する場合、軸対称揺らぎが成長し断熱的な原始星コアが形成される前の等温的な進化段階で、収縮するディスクが形成される。それが、およそ軸比1:4の平たいディスクとなって初めて、非軸対称の揺らぎが成長する。軸比が1:4に満たない厚いディスクのままでは、非軸対称の揺らぎは成長しない。原始星形成後にアウトフローが出現する。
(2)初期の磁場と回転軸のなす角がおよそ80°以下の場合、進化に従ってグローバルな磁場にほぼ沿った、ローカルな磁場の方向に、ローカルな角運動量方向が一致するように回転円盤とそれを垂直に貫く磁場の系が形成される。ローカルに見れば、(1)の場合と同じ形状が形成され、原始星形成にアウトフローが出現する。このときのアウトフローの方向はグローバルな磁場と30°以内で一致する。
(3)磁場と回転軸のなす角がおよそ80°以上の場合、(1)、(2)の場合と異なり、回転軸と垂直な磁場形状がそのまま維持される。磁気遠心力加速される太陽風と向じ機構によって回転軸と垂直なアウトフローが観測された。

研究成果

• [文献書誌] Machida, Masahiro N., Tomisaka, Kohji, Matsumoto, Tomoaki: "First MHD simulation of collapse and fragmentation of magnetized molecular cloud cores"Mon.Not.R.Astron.Soc.348,L1(2004). 348. L1-L5 (2004)
• [文献書誌] Tomisaka, K., Machida, M.N., Matsumoto, T., Saigo, K.: "Numerical Simulations of Collapse and Fragmentation of Magnetized Molecular Cloud Cores --- Formation of Binary Systems"Proceedings of "Gravitational Collapse : From Massive Stars to Planets". (印刷中). (2004)
• [文献書誌] Matsumoto, Tomoaki, Hanawa, Tomoyuki: "Fragmentation of a Molecular Cloud Core versus Fragmentation of the Massive Protoplanetary Disk in the Main Accretion Phase"The Astrophysical Journal. 595. 913-934 (2003)
• [文献書誌] Matsumoto, T., Machida, M.N., Tomisaka, K., Hanawa, T.: "Self-gravitational Collapse of a Magnetized Cloud Core : High Resolution Simulations with Three-dimensional MHD Nested Grid"Computer Physics Communications. (印刷中). (2004)