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2018 年度 実績報告書

磁気乱流と宇宙線が卓越する星間媒質の宇宙物理学

研究課題

研究課題/領域番号 16H02160
研究機関名古屋大学

研究代表者

犬塚 修一郎  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (80270453)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード星形成 / 星間媒質 / 宇宙線 / 乱流 / 磁場
研究実績の概要

本研究の目的は,太陽系近傍の銀河系円盤部の星形成論をさらに発展させ,銀河系の動的な進化の描像を確立することである.幾何学的に薄い銀河円盤の体積の大部分を占めるのは温度数千度程度の弱電離ガスであり,それは亜音速乱流状態にある.そのダイナミックスを駆動する大質量星による電離領域の膨張や超新星爆発による星間媒質の衝撃波圧縮作用では,低温高密度ガス雲形成過程のみならず,星間磁場増幅や高エネルギー宇宙線粒子加速・拡散も引き起こされる.本研究では銀河系の長い時間スケールにおける星形成活動と銀河進化を理解することを目的としている.
既にこれまでの研究により,熱的不安定性に起因する多相構造が星間媒質の小スケールにまで埋め込まれているを我々は突き止めている.超新星残骸がこのような非一様な星間媒質中に伝搬することに伴い,百万年に一回の頻度で大規模衝撃波によって星間媒質は掃かれることになる.その結果,薄い銀河円盤空間の大部分を占めるウォームガス(WNM)の音速程度の乱流が常に駆動されており,乱流エネルギー密度はウォームガスの熱エネルギー密度程度になることが示唆される.また,ダイナモ理論の帰結として,磁場エネルギー密度がウォームガスと同程度になることが期待される.
一方,繰り越しを行った経費により途中から博士研究員を雇用することができた.その研究員とは宇宙線圧力によって駆動される銀河風についての研究を開始している.これに関する先行研究によると,宇宙線圧力が卓越する場合は銀河風がよく吹くことが示されており,このことが銀河面内における宇宙線圧力の飽和値を決定している可能性が示唆された.
以上をまとめると,つまり,ウォームガスの熱エネルギー密度と乱流エネルギー密度と磁場エネルギー密度と宇宙線のエネルギー密度が同じ程度の大きさになる理由を理解する端緒が得られたと考えている.

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

宇宙線圧力の効果を入れた星間媒質の研究が遅れていたが,繰越した予算を用いて新たな博士研究員を雇用し,この方向の研究についての目途が立ってきた.

今後の研究の推進方策

繰り越した予算で雇用した博士研究員がこの科研費の研究に集中できない状況になったので,さらに新たに研究員を雇用して,研究を発展させることを目指す.

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 7件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] CEA/CNRS Saclay(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CEA/CNRS Saclay
  • [雑誌論文] The Early Stage of Molecular Cloud Formation by Compression of Two-phase Atomic Gases2019

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Kazunari、Tomida Kengo、Inoue Tsuyoshi、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 873 ページ: 6~6

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab02ff

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Role of Magnetic Field in Molecular Cloud Formation and Evolution2019

    • 著者名/発表者名
      Hennebelle Patrick、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Astronomy and Space Sciences

      巻: 6 ページ: 5 (30)

    • DOI

      10.3389/fspas.2019.00005

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The formation of massive molecular filaments and massive stars triggered by a magnetohydrodynamic shock wave2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue Tsuyoshi、Hennebelle Patrick、Fukui Yasuo、Matsumoto Tomoaki、Iwasaki Kazunari、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: S53 (10)

    • DOI

      10.1093/pasj/psx089

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Star formation induced by cloud?cloud collisions and galactic giant molecular cloud evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Masato I N、Kobayashi Hiroshi、Inutsuka Shu-ichiro、Fukui Yasuo
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: S59 (13)

    • DOI

      10.1093/pasj/psy018

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Fast and Accurate Method of Radiation Hydrodynamics Calculation in Spherical Symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Stamer Torsten、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 155 ページ: 253~253

    • DOI

      10.3847/1538-3881/aac023

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The diverse lives of massive protoplanets in self-gravitating discs2018

    • 著者名/発表者名
      Stamatellos Dimitris、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 477 ページ: 3110~3135

    • DOI

      10.1093/mnras/sty827

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular filament formation and filament?cloud interaction: Hints from Nobeyama 45?m telescope observations2018

    • 著者名/発表者名
      Arzoumanian Doris、Shimajiri Yoshito、Inutsuka Shu-ichiro、Inoue Tsuyoshi、Tachihara Kengo
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 96 (16)

    • DOI

      10.1093/pasj/psy095

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Does Misalignment between Magnetic Field and Angular Momentum Enhance or Suppress Circumstellar Disk Formation?2018

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Y.、Okuzumi S.、Iwasaki K.、Machida M. N.、Inutsuka S.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 868 ページ: 22~22

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae4dc

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward understanding the origin of asteroid geometries2018

    • 著者名/発表者名
      Sugiura K.、Kobayashi H.、Inutsuka S.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 620 ページ: A167~A167

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201833227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation-hydrodynamic Simulations of Spherical Protostellar Collapse for Very Low-mass Objects2018

    • 著者名/発表者名
      Stamer Torsten、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 869 ページ: 179~179

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaee81

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Properties of an accretion disc with a power-law stress?pressure relationship2018

    • 著者名/発表者名
      Shadmehri Mohsen、Khajenabi Fazeleh、Dib Sami、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 481 ページ: 5170~5179

    • DOI

      10.1093/mnras/sty2656

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Exchange of Mass and Angular Momentum in the Impact Event of Ice Giant Planets: Implications for the Origin of Uranus2018

    • 著者名/発表者名
      Kurosaki Kenji、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 157 ページ: 13~13

    • DOI

      10.3847/1538-3881/aaf165

    • 査読あり
  • [学会発表] The Formation and Early Evolution of Protoplanetary Disks2018

    • 著者名/発表者名
      Shu-ichiro Inutsuka
    • 学会等名
      From Prestellar Cores to Solar Nebulae
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Review on the role of magnetic field in the formation and evolution of filamentary molecular clouds2018

    • 著者名/発表者名
      Shu-ichiro Inutsuka
    • 学会等名
      Magnetic fields along the star-formation sequence: bridging polarization-sensitive views
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The formation and evolution of filamentary molecular clouds and star formation2018

    • 著者名/発表者名
      Shu-ichiro Inutsuka
    • 学会等名
      The Wonders of Star Formation
    • 国際学会
  • [学会発表] An Origin of Multiple Rings in Protoplanetary Disks: Non-Linear Development of Secular Gravitational Instability in Protoplanetary Disks2018

    • 著者名/発表者名
      Shu-ichiro Inutsuka
    • 学会等名
      The Eighth East Asian Numerical Astrophysics Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] The Formation of Magnetized Molecular Clouds and Subsequent Star Formation2018

    • 著者名/発表者名
      Shu-ichiro Inutsuka
    • 学会等名
      First TagKASI International Conference: "Cosmic Dust and Magnetism"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The Study of Star Formation with ALMA2018

    • 著者名/発表者名
      Shu-ichiro Inutsuka
    • 学会等名
      East Asian ALMA Science Workshop 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 犬塚修一郎のホームページ

    • URL

      http://www.astro-th.phys.nagoya-u.ac.jp/~inutsuka/index_j.html

  • [備考] 星・惑星形成ゼミ

    • URL

      https://sites.google.com/view/spfseminar/home

  • [備考] Protostars and Planets VII

    • URL

      http://ppvii.org/

  • [備考] 新学術領域研究「新しい星形成理論によるパラダイムシフト」

    • URL

      http://star-planet.jp/

  • [学会・シンポジウム開催] Interstellar filament paradigm: On their formation, evolution, and role in star formation2018

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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