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2016 年度 実施状況報告書

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

研究課題/領域番号 15K05032
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
キーワード偏光・偏波 / 星形成 / 星間磁場 / 磁気流体力学 / 観測的可視化
研究実績の概要

(1)星間雲の主要な存在形態であると考えられる横向きに磁場に貫かれたフィラメント状の形態について、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。(A)初期に正弦波的な密度ゆらぎを加えても、無秩序な密度ゆらぎを加えても、収縮の様子に、収縮に要する時間以外は定性的な差は生じないことが分かった。(B)貫く磁場が強くない場合は、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。(C)一方で、磁場が強い場合、(調査された範囲で)揺らぎが成長しなかった。これから、臨界的な磁場強度を超えると、どのような波長の揺らぎに対してもフィラメントは重力安定であることを示している可能性があることが分かった。
(2)星形成後期過程での星周円盤の形成と進化を解明するために、3次元非理想磁気流体シミュレーションを用いて分子雲コアの進化の計算を行った。特に円盤への降着率と円盤形成の関係を調べるために、円盤へのガス降着率をパラメータとして計算を行い、降着率が高いほど後期段階のより早い段階で大きな円盤が出来ることを求めた。

現在までの達成度 (区分)
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

(1)平衡状態の安定性の調査を開始した。微少な密度ゆらぎを導入しそれの成長を非線形磁気流体力学シミュレーションによって調べる方法を取った。その結果、ジーンズ波長程度に分裂し、その中で起こる暴走的収縮を追跡できることが分かった。星形成の初期条件についての理解が深まった。
(2)星形成を数値シミュレーションと最新のALMA望遠鏡での観測結果を比較するために、シミュレーションの観測的可視化を行った。その結果、円盤の形状や、磁場の構造などをよく再現することが出来た。円盤の形状などの一部の結果は査読論文として出版済みである。また、磁場の構造に関する研究をまとめて論文として出版する予定である。

今後の研究の推進方策

シミュレーションの結果の観測的可視化を推進し、ALMA望遠鏡による最新の観測と比較することにより、星形成初期から後期過程までの進化、擬円盤、星周円盤の進化やアウトフローの進化が観測的にどう見えるかを解明する。

次年度使用額が生じた理由

わずかに残金が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度の研究会旅費等に充当する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] First results from BISTRO -- a SCUBA-2 polarimeter survey of the Gould Belt2017

    • 著者名/発表者名
      Derek Ward-Thompson他
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      -

    • 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 Rates2017

    • 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: - ページ: -

    • DOI

      -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conditions for circumstellar disc formation - II. Effects of initial cloud stability and mass accretion rate2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro N.Machida, Tomoaki Matsumoto, Shu-ichiro Inutsuka
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 463 ページ: 4246-4267

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2256

    • 査読あり
  • [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 – 2017-03-18
  • [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 – 2017-03-18
  • [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 – 2017-03-18
  • [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 – 2017-03-18
  • [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 – 2017-03-18
  • [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 – 2016-09-16
  • [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 – 2016-09-16

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公開日: 2018-01-16  

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