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2017 年度 実績報告書

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
キーワード星間磁場 / 偏波 / 星形成 / 磁気流体力学 / フィラメント / 圧力平衡 / 重力安定性
研究実績の概要

1、Herschel衛星によるダスト熱輻射の観測から、 分子雲がフィラメント状の要素からなることが 知られるようになった。 一方で、近赤外線領域の星間偏光の観測からは、 このフィラメントが星間磁場に垂直であることが示された。観測に対応する、垂直な磁場によって支えられた等温ガスの平衡形状(重力と「磁場によるローレンツ力」、圧力、及び、 周囲の星間外圧の力学的釣り合い)を自己無撞着場の方法で計算し、重力に抗して支えられる 最大の線質量を得た。
2、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。
3、力を及ぼさない一様磁場と等温軸対称の円柱状密度分布を持つフィラメントの場合、この簡単化された平衡形状の安定性について、線形解析を行った。その結果、磁場が外側境界で固定されている場合は、重力不安定に対して、磁場によって顕著に安定化されることが見られた。一方で、外側境界で電流0の場合、安定化に寄与しない場合があることが分かった。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 5件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Circumnuclear Multi-phase Gas in the Circinus Galaxy. I. Non-LTE Calculations of CO Lines2018

    • 著者名/発表者名
      Wada Keiichi、Fukushige Ryosuke、Izumi Takuma、Tomisaka Kohji
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 852 ページ: 88~88

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa9e53

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Massive outflows driven by magnetic effects -- II. Comparison with observations2018

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuko、Sakurai Yuya、Hosokawa Takashi、Machida Masahiro N
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 475 ページ: 391~403

    • DOI

      10.1093/mnras/stx3070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ALMA Observations of SMM11 Reveal an Extremely Young Protostar in Serpens Main Cluster2017

    • 著者名/発表者名
      Aso Yusuke、Ohashi Nagayoshi、Aikawa Yuri、Machida Masahiro N.、Saigo Kazuya、Saito Masao、Takakuwa Shigehisa、Tomida Kengo、Tomisaka Kohji、Yen Hsi-Wei、Williams Jonathan P.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 850 ページ: L2~L2

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aa9701

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ALMA Observations of the Protostar L1527 IRS: Probing Details of the Disk and the Envelope Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Aso Yusuke、Ohashi Nagayoshi、Aikawa Yuri、Machida Masahiro N.、Saigo Kazuya、Saito Masao、Takakuwa Shigehisa、Tomida Kengo、Tomisaka Kohji、Yen Hsi-Wei
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 849 ページ: 56~56

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8264

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in a Starless Core II: 3D Magnetic Field Structure of FeSt 1-4572017

    • 著者名/発表者名
      Kandori Ryo、Tamura Motohide、Tomisaka Kohji、Nakajima Yasushi、Kusakabe Nobuhiko、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Nagata Tetsuya、Tatematsu Ken’ichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 848 ページ: 110~110

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8d18

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fragmentation of a Filamentary Cloud Permeated by a Perpendicular Magnetic Field2017

    • 著者名/発表者名
      Hanawa Tomoyuki、Kudoh Takahiro、Tomisaka Kohji
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 848 ページ: 2~2

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8b6d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in a Starless Core: Near-infrared Polarimetry of FeSt 1?4572017

    • 著者名/発表者名
      Kandori Ryo、Tamura Motohide、Kusakabe Nobuhiko、Nakajima Yasushi、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Nagata Tetsuya、Tomisaka Kohji、Tatematsu Ken’ichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 845 ページ: 32~32

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa7d58

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Evidence of Radio Polarization Induced by the Radiative Grain Alignment and Self-scattering of Dust Grains in a Protoplanetary Disk2017

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Akimasa、Tsukagoshi Takashi、Pohl Adriana、Muto Takayuki、Nagai Hiroshi、Stephens Ian W.、Tomisaka Kohji、Momose Munetake
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 844 ページ: L5~L5

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aa7e33

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] First Results from BISTRO: A SCUBA-2 Polarimeter Survey of the Gould Belt2017

    • 著者名/発表者名
      Ward-Thompson Derek、Pattle Kate、Bastien Pierre、Furuya Ray S.、Kwon Woojin、Lai Shih-Ping、Qiu Keping、Berry David、Choi Minho、...、Tomisaka Kohji, ...
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 842 ページ: 66~66

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa70a0

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Different modes of star formation: gravitational collapse of magnetically subcritical cloud2017

    • 著者名/発表者名
      Machida Masahiro N.、Higuchi Koki、Okuzumi Satoshi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 473 ページ: 3080~3094

    • DOI

      10.1093/mnras/stx2589

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The impact of the Hall effect during cloud core collapse: Implications for circumstellar disk evolution2017

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Yusuke、Okuzumi Satoshi、Iwasaki Kazunari、Machida Masahiro N.、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 69 ページ: 95-1 ~ 95-23

    • DOI

      10.1093/pasj/psx113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Detached Protostellar Disk around a ~0.2 Msol Protostar in a Possible Site of a Multiple Star Formation in a Dynamical Environment in Taurus2017

    • 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 ページ: 101~101

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8e9e

    • 査読あり
  • [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
      Matsushita Yuko、Machida Masahiro N.、Sakurai Yuya、Hosokawa Takashi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 470 ページ: 1026~1049

    • DOI

      10.1093/mnras/stx893

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disk-driven rotating bipolar outflow in Orion Source I2017

    • 著者名/発表者名
      Hirota Tomoya、Machida Masahiro N.、Matsushita Yuko、Motogi Kazuhito、Matsumoto Naoko、Kim Mi Kyoung、Burns Ross A.、Honma Mareki
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 1 ページ: 0146~0146

    • DOI

      10.1038/s41550-017-0146

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Circumstellar Disks and Outflows in Turbulent Molecular Cloud Cores: Possible Formation Mechanism for Misaligned Systems2017

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

      The Astrophysical Journal

      巻: 839 ページ: 69~69

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa6a1c

    • 査読あり
  • [学会発表] グロビュールの砂時計型磁場構造の探査2018

    • 著者名/発表者名
      神鳥亮 , 田村元秀, 富阪幸治, 齋藤正雄, 立松健一, IRSF/SIRPOL チーム
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] Class 0 天体 MMS5 から駆動するアウトフローとジェットの軸のずれ2018

    • 著者名/発表者名
      松下祐子, 高橋智子, 町田正博, 富阪幸治
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] 円盤形成におけるホール効果の影響:ダストサイズ分布と宇宙線強度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      古賀駿大, 塚本裕介, 奥住聡, 町田正博
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] 銀河系ハローにおける超金属欠乏炭素過剰星の起源と星・連星系形成史2018

    • 著者名/発表者名
      山田志真子, 須田拓馬 , 小宮悠, 町田正博, 藤本正行
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] 乱流による実効的な圧力を考慮したフィラメントモデルの安定性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年秋季年会
  • [学会発表] 中間質量星形成領域 OMC-3 MMS5 に付随する EHV アウトフロー2017

    • 著者名/発表者名
      松下祐子, 高橋智子, 町田正博, 富阪幸治
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] Serpens Main の ALMA Cycle 3 観測:ミリ波で見る進化段階2017

    • 著者名/発表者名
      麻生有佑 , 平野尚美, 大橋永芳 , 西合一矢 , 齋藤正雄, 富阪幸治, 相川祐理, 高桑繁久, 富田賢吾, 町田正博, YEN Hsi-Wei, Jonathan P. WILLIAMS
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] 磁場に貫かれたフィラメント状分子雲の自己重力不安定性:線形解析と数値 シミュレーションとの比較2017

    • 著者名/発表者名
      工藤哲洋,花輪知幸,富阪幸治
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] ALMA による Class I 原始星 L1489 IRS の観測 II: 歪んだ円盤構造2017

    • 著者名/発表者名
      崔仁士, 大橋永芳, 西合一矢, 松本倫明, 高桑繁久, 齋藤正雄, 麻生有佑 , 相川祐理 , 黒瀬一平, Hsi-Wei Yen, 富阪幸治, 富田賢吾, 町田正博
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] 低金属量環境における星形成過程2017

    • 著者名/発表者名
      樋口公紀 , 町田正博, 須佐元
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] 炭素過剰超金属欠乏星と宇宙初期における星・連星系形成史2017

    • 著者名/発表者名
      藤本正行, 山田志真子, 須田拓馬 , 小宮悠, 町田正博
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会

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公開日: 2018-12-17  

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