高性能電波望遠鏡を用いた星形成初期条件の観測的研究

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15J12535
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 徳田 一起 大阪府立大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2017-03-31
• キーワード: 電波天文学 / 星形成

研究実績の概要

星形成の研究において、いまだに形成される星の質量の分布や連星の形成機構など、本質的課題が解決されておらず、本研究ではALMA(Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array) をはじめとする高性能電波望遠鏡を用いてそれらを観測的に明らかにすることを目的としている。本年度は、ALMA Cycle1によるおうし座方向に存在する分子雲コアMC27/L1521Fのデータ解析を中心に行った。先行研究により収得されていた単一鏡(IRAM 30-m)のデータを加えることにより、星形成の初期段階における分子雲コアにおいて、3桁に渡る非常に広い空間ダイナミックレンジ(10000 AU(天文単位)スケールから数十AUスケール)の連続的な構造を初めて観測的に明らかにすることに成功した。注目すべき知見は、分子雲コアの密度のベキ指数分布が中心から~3000 AUを境に変化していることである(内側;ρ∝r^-1.4, 外側;ρ∝r^-2)。このような構造は古くから理論的に予想されていた(inside-out collapse model, e.g., Shu 1979)が、そのモデルで説明するには中心の原始星が非常に若すぎるなど、いくつか矛盾が生じる。従ってこの密度構造は研究代表者の先行研究(Tokuda et al. 2014)で明らかになった分子雲コアや原始星同士の動的な相互作用により形成されたものであると解釈している。これらの結果は数件国際発表を行い、現在研究代表者の主著論文として投稿中である(Tokuda et al. 2016, submitted)。

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

ALMAデータの解析に関しては、ほぼ予定通り進行し、論文の投稿段階に入ることができた。またこれに関連する研究として、大学が所用する1.85m鏡やその結果をベースとして野辺山45m鏡を使った分子ガスの総量が少ない環境下に存在する分子雲コアの観測も推進しており、質の良いデータが得られ、学会発表や論文化への見通しが得られつつある。以上のことより、研究は順調に進んでいるものと判断する。

今後の研究の推進方策

MC27/L1521Fの研究に関しては、現在ALMA Cycle3での観測(これまの観測よりも薄く広がった低密度ガス雲の観測と星形成直前段階に相当するコンパクト分子雲コアの高分解能観測)が実行中であり、28年度中には少なくとも一部のデータが解析可能な状態となることが予想されるため、このデータ解析に集中する。また、現在まで得られたMC27/L1521Fの結果を最大限に生かし、別の天体を観測するプロポーザルをALMA Cycle4にて提出する予定である。その他、野辺山45m鏡, 1.85m鏡で得られた分子雲コアのデータ解析および、論文化を行う。

研究成果

• [国際共同研究] CEA, Saclay(France)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CEA, Saclay
• [雑誌論文] High-mass Star Formation Triggered by Collision between CO Filaments in N159 West in the Large Magellanic Cloud (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukui, Y.; Harada, R.; Tokuda, K.; Morioka, Y.; Onishi, T.; Torii, K.; Ohama, A.; Hattori, Y.; Nayak, O.; Meixner, M.; Sewio, M.; Indebetouw, R.; Kawamura, A.; Saigo, K.; Yamamoto, H.; Tachihara, K.; Minamidani, T.; Inoue, T.; Madden, S.; G., M.; Lebouteiller, V.; Mizuno, N.; C., C.-H. Rosie
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 807 ページ: L4(6pp)
  • DOI: 10.1088/2041-8205/807/1/L4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Z45: A new 45-GHz band dual-polarization HEMT receiver for the NRO 45-m radio telescope (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, F.; Ogawa, H.; Yonekura, Y.; Kimura, K.; Okada, N.; Kozu, M.; Hasegawa, Y.; Tokuda, K.; Ochiai, T.; Mizuno, I.; Dobashi, K.; Shimoikura, T.; Kameno, S.; Taniguchi, K.; Shinnaga, H.; Takano, S.; Kawabe, R.; Nakajima, T.; Iono, D.; Kuno, N.; Onishi, T.; Momose, M.; Yamamoto, S.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 67 ページ: 11719
  • DOI: 10.1093/pasj/psv088
  • 査読あり
• [学会発表] ALMAを用いた大マゼラン雲における分子雲高分解能観測 2 : 銀河系内天体との比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳田一起, 原田遼平, 森岡祐貴, 切通僚介, 高田勝太, 本間愛彩, 西合一矢, 大西利和, 西村淳, 河村晶子, Omnarayani Nayak, Margaret Meixner , Remy Indebetouw, 福井康雄
  • 学会等名: 日本天文学会2016春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京, 東京都八王子市 南大沢
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] ALMA を用いた大マゼラン雲における分子雲高分解能観測 1:N159E に ある3つのフィラメント分子雲の衝突が誘発した大質量星形成現場 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西合一矢, 大西利和, 福井康雄, 徳田一起, 原田遼平, 森岡祐貴, 河村晶子, Omnarayani Nayak, Margaret Meixner, Remy Indebetouw, 鳥居和史、大浜晶生、立原研悟、山本宏昭, 水野範和, 南谷哲宏, 井上剛志
  • 学会等名: 日本天文学会2016春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京, 東京都八王子市 南大沢
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] 大マゼラン雲における孤立した大質量原始星に付随する分子ガス観測 (2) (2016)
  • 著者名/発表者名: 原田遼平, 大西利和, 徳田一起, 森岡祐貴, 本間愛彩, 西合一矢, 河村晶子, Erik Muller, 藤井浩介, 福井康雄, Annie Hughes, Margaret Mexiner, Omnarayani Nayak, Marta Sewilo, Remy Indebetouw, Tony Wong, Jean-Philippe Bernard
  • 学会等名: 日本天文学会2016春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京, 東京都八王子市 南大沢
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] ALMA を用いた大マゼラン雲における分子雲高分解能観測 3:GMC の 進化 I (2016)
  • 著者名/発表者名: 森岡祐貴, 河村晶子, 大西利和, 徳田一起, 西合一矢, 原田遼平, Margaret Mexiner, Omnarayani Nayak, Marta Sewilo, Remy Indebetouw, 福井康雄
  • 学会等名: 日本天文学会2016春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京, 東京都八王子市 南大沢
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] ALMA Observations of a High-density Core in Taurus: Dynamical Gas Interaction at the Possible Site of a Multiple Star Formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, Kazuki
  • 学会等名: East Asian ALMA Science Workshop 2015
  • 発表場所: I-site Nanba (Namba, Osaka)
  • 年月日: 2015-12-08 – 2015-12-11
  • 国際学会
• [学会発表] 大阪府立大学1.85m鏡による銀河面分子雲広域探査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徳田一起
  • 学会等名: FUGIN Workshop 2015
  • 発表場所: 国立天文台三鷹, 東京都三鷹市大沢
  • 年月日: 2015-11-02 – 2015-11-02
• [学会発表] ALMA Observations of a High-density Core in Taurus: Dynamical Gas Interaction at the Possible Site of a Multiple Star Formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, Kazuki
  • 学会等名: ALMA/45m/ASTE/Mopra Users Meeting 2015
  • 発表場所: National Astronomical Observatory of Japan, Osawa, Mitaka, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-10-20 – 2015-10-22
  • 国際学会
• [学会発表] ALMAによる原始星形成極初期の分子雲コアMC27/L1521Fの詳細観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徳田一起
  • 学会等名: 星形成の諸階層 - 銀河から惑星まで -
  • 発表場所: フォレスト箱根, 神奈川県足柄下郡 箱根町仙石原
  • 年月日: 2015-09-14 – 2015-09-16
• [学会発表] 大マゼラン雲における孤立した大質量原始星に付随する分子ガス観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原田遼平, 大西利和, 徳田一起, 森岡祐貴, 西合一矢, 河村晶子, Erik Muller, 藤井浩介, 福井康雄, Annie Hughes, Margaret Mexiner, Omnarayani Nayak, Marta Sewilo, Remy Indebetouw, Tony Wong, Jean-Philippe Bernard
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学, 兵庫県神戸市東灘区岡本
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] 大阪府立大学1.85m電波望遠鏡による銀河系内分子雲の広域観測：2014年度進捗 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徳田一起, 原田僚平, 切通僚介, 松本貴雄, 森岡祐貴, 長谷川豊, 木村公洋, 村岡和幸, 前澤裕之, 大 西利和, 小川英夫, 秦野義子, 下井倉ともみ, 土橋一仁, 西村淳, 立原研悟, 福井康雄
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学, 兵庫県神戸市東灘区岡本
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] ALMA Observations of a High-density Core in Taurus: Dynamical Gas Interaction at the Possible Site of a Multiple Star Formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, Kazuki; Onishi, Toshikazu; Saigo, Kazuya; Kawamura, Akiko; Fukui, Yasuo; Matsumoto, Tomoaki; Inutsuka, Shu-ichiro; Machida, Masahiro N.; Tomida, Kengo; Tachihara, Kengo
  • 学会等名: IAU Symposium 315
  • 発表場所: Hawaii Convention Center,1801 Kalakaua Avenue,Honolulu, HI 96815,USA
  • 年月日: 2015-08-03 – 2015-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] Investigating formation of isolated intermediate/massive YSOs in the LMC (2015)
  • 著者名/発表者名: Harada, Ryohei; Onishi, Toshikazu; Hughes, Annie; Meixner, Margaret; Sewilo, Marta; Indebetouw, Remy; Nayak, Omnarayani; Tokuda, Kazuki; Morioka, Yuuki; Fukui, Yasuo; Kawamura, Akiko; Wong, Tony; Bernard, Jean-Philippe
  • 学会等名: IAU Symposium 315
  • 発表場所: Hawaii Convention Center,1801 Kalakaua Avenue,Honolulu, HI 96815,USA
  • 年月日: 2015-08-03 – 2015-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] Giant molecular clouds in the Large Magellanic Cloud seen in sub-parsec scales by ALMA (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, Akiko; Onishi, Toshikazu; Harada, Ryohei; Morioka, Yuuki; Tokuda, Kazuki; Meixner, Margaret; Indebetouw, Remy; Sewilo, Marta; Nayak, Omnarayani; Saigo, Kazuya; Fukui, Yasuo
  • 学会等名: IAU Symposium 315
  • 発表場所: Hawaii Convention Center,1801 Kalakaua Avenue,Honolulu, HI 96815,USA
  • 年月日: 2015-08-03 – 2015-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] Large-Scale Molecular Gas Survey in 12CO, 13CO and C18O (J=2－1) with the Osaka 1.85m mm-submm Telescope (2015)
  • 著者名/発表者名: Onishi, Toshikazu; Nishimura, Atsushi; Tokuda, Kazuki; Harada, Ryohei; Dobashi, Kazuhito; Shimoikura, Tomomi; Kimura, Kimihiro; Ogawa, Hideo
  • 学会等名: IAU Symposium 315
  • 発表場所: Hawaii Convention Center,1801 Kalakaua Avenue,Honolulu, HI 96815,USA
  • 年月日: 2015-08-03 – 2015-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] ALMA Cycle 0/1 Observations of a High-density Core in Taurus: Dynamical Gas Interaction at the Possible Site of a Multiple Star Formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuki, Tokuda
  • 学会等名: Star Formation 2015: From Clouds to Cores
  • 発表場所: National Astronomical Observatory of Japan, Osawa, Mitaka, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-06-29 – 2015-07-01
  • 国際学会
• [図書] 天文月報, 2015年11月号 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徳田一起, 大西利和
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 日本天文学会