磁気乱流と宇宙線が卓越する星間媒質の宇宙物理学

2019 年度 実績報告書

• 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: 星間媒質 / 星形成 / 宇宙線 / 乱流 / 星間磁場 / 銀河風 / エネルギー等分配

研究実績の概要

小質量形成のフィラメントパラダイム(Inutsuka+2015)をさらに発展させて，大質量星を含む星団の形成の現場と考えられる高柱密度ガスが大量に存在する星形成領域をHub-Filament Systemとして同定し，その進化シナリオを提案した(Kumar+2020)．そのシナリオではすべての星形成領域に見られる小質量星を形成するフィラメント状分子雲が合体することで高密度ガス領域を形成し，フィラメント状分子雲における星形成の延長として大質量星を形成するという考えに基づいている．このことは大きな質量のガス塊を形成するメカニズムを与えるだけでなく，太陽質量よりも小さい質量の星から太陽質量の十倍以上の質量の星まで滑らかに伸びる初期質量関数の特徴を説明できることに特徴がある．
研究対象は銀河系中心部の星形成活動にも広げた．空間解像度の低い観測によると，銀河系中心部では星形成率が銀河円盤部の10％程度であると見積もられている．この低い星形成率に反して，電波干渉計ALMAを用いた高空間分解能観測により，局所的な星形成活動は小質量星しか形成されていない太陽系近傍の星形成過程の特徴と一致していることを突き止めた(Lu+2021)．
さらに，銀河円盤部の宇宙線エネルギー密度が現在推定されている値(1eV/cc)程度になると，銀河面から継続的にガスの放出が起こることを突き止めた(Shimoda & Inutsuka 2021). つまり，長い時間スケール(１千万年以上)で星形成活動が活発になり，銀河面での超新星爆発率が上がり，加速された宇宙線エネルギー密度が現在の値程度になると，重元素を含むガスを銀河ハローに送り出し，円盤面内のガスを減らすことで星形成率を下げるという負のフィードバックがかかることになる．これにより，銀河円盤内の星間媒質のエネルギー等分配則の起源だという理論を提案した．

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] CEA(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CEA
• [国際共同研究] Universidade do Porto(ポルトガル)
  • 国名: ポルトガル
  • 外国機関名: Universidade do Porto
• [雑誌論文] FAUST. II. Discovery of a Secondary Outflow in IRAS 15398?3359: Variability in Outflow Direction during the Earliest Stage of Star Formation? (2021)
  • 著者名/発表者名: Okoda Yuki、Oya Yoko、Francis Logan、Johnstone Doug、Inutsuka Shu-ichiro et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 910 ページ: 11～11
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abddb1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA Observations of Massive Clouds in the Central Molecular Zone: Ubiquitous Protostellar Outflows (2021)
  • 著者名/発表者名: Lu Xing、Li Shanghuo、Ginsburg Adam、Longmore Steven N.、Kruijssen J. M. Diederik、Walker Daniel L.、Feng Siyi、Zhang Qizhou、Battersby Cara、Pillai Thushara、Mills Elisabeth A. C.、Kauffmann Jens、Cheng Yu、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 909 ページ: 177～177
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abde3c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dust polarized emission observations of NGC 6334 (2021)
  • 著者名/発表者名: Arzoumanian D.、Furuya R. S.、Hasegawa T.、Tahani M.、Sadavoy S.、Hull C. L. H.、Johnstone D.、Koch P. M.、Inutsuka S. et al.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 647 ページ: A78～A78
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202038624
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Bimodal Behavior and Convergence Requirement in Macroscopic Properties of the Multiphase Interstellar Medium Formed by Atomic Converging Flows (2020)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Masato I. N.、Inoue Tsuyoshi、Inutsuka Shu-ichiro、Tomida Kengo、Iwasaki Kazunari、Tanaka Kei E. I.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 905 ページ: 95～95
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abc5be
  • 査読あり
• [雑誌論文] ALMA CO Observations of the Gamma-Ray Supernova Remnant RX J1713.7?3946: Discovery of Shocked Molecular Cloudlets and Filaments at 0.01 pc Scales (2020)
  • 著者名/発表者名: Sano H.、Inoue T.、Tokuda K.、Tanaka T.、Yamazaki R.、Inutsuka S.、Aharonian F.、Rowell G.、Filipovic, M. D.、Yamane Y.、Yoshiike S.、Maxted N.、Uchida H.、Hayakawa T.、Tachihara K.、Uchiyama Y.、Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 904 ページ: L24～L24
  • DOI: 10.3847/2041-8213/abc884
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Formation and evolution of the local interstellar environment: combined constraints from nucleosynthetic and X-ray data (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Yusuke、Krumholz Mark R、Inutsuka Shu-ichiro、Boss Alan P、Nittler Larry R
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 498 ページ: 5532～5540
  • DOI: 10.1093/mnras/staa2778
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA CO Observations of Gamma-Ray Supernova Remnant N132D in the Large Magellanic Cloud: Possible Evidence for Shocked Molecular Clouds Illuminated by Cosmic-Ray Protons (2020)
  • 著者名/発表者名: Sano H.、Plucinsky P. P.、Bamba A.、Sharda P.、Filipovic, M. D.、Law C. J.、Alsaberi R. Z. E.、Yamane Y.、Tokuda K.、Acero F.、Sasaki M.、Vink J.、Inoue T.、Inutsuka S.、Shimoda J.、Tsuge K.、Fujii K.、Voisin F.、Maxted N.、Rowell G.、Onishi T.、Kawamura A.、Mizuno N.、Yamamoto H.、Tachihara K.、Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 902 ページ: 53～53
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abb469
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Unifying low- and high-mass star formation through density-amplified hubs of filaments (2020)
  • 著者名/発表者名: Kumar M. S. N.、Palmeirim P.、Arzoumanian D.、Inutsuka S. I.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 642 ページ: A87～A87
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202038232
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Distribution and kinematics of 26Al in the Galactic disc (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Yusuke、Krumholz Mark R、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 497 ページ: 2442～2454
  • DOI: 10.1093/mnras/staa2125
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Secular Gravitational Instability of Drifting Dust in Protoplanetary Disks: Formation of Dusty Rings without Significant Gas Substructures (2020)
  • 著者名/発表者名: Tominaga Ryosuke T.、Takahashi Sanemichi Z.、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 900 ページ: 182～182
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abad36
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Low-velocity Bipolar Outflow from a Deeply Embedded Object in Taurus Revealed by the Atacama Compact Array (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujishiro Kakeru、Tokuda Kazuki、Tachihara Kengo、Takashima Tatsuyuki、Fukui Yasuo、Zahorecz Sarolta、Saigo Kazuya、Matsumoto Tomoaki、Tomida Kengo、Machida Masahiro N.、Inutsuka Shu-ichiro、Andr? Philippe、Kawamura Akiko、Onishi Toshikazu
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 899 ページ: L10～L10
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab9ca8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The JCMT BISTRO Survey: Magnetic Fields Associated with a Network of Filaments in NGC 1333 (2020)
  • 著者名/発表者名: Doi Yasuo、Hasegawa Tetsuo、Furuya Ray S.、Coud Simon、Hull Charles L. H.、Arzoumanian Doris、Bastien Pierre、Chen Michael Chun-Yuan、Di Francesco James、Friesen Rachel、Houde Martin、Inutsuka Shu-ichiro, et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 899 ページ: 28～28
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aba1e2
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] FRagmentation and Evolution of Dense Cores Judged by ALMA (FREJA). I. Overview: Inner ?1000 au Structures of Prestellar/Protostellar Cores in Taurus (2020)
  • 著者名/発表者名: Tokuda Kazuki、Fujishiro Kakeru、Tachihara Kengo、Takashima Tatsuyuki、Fukui Yasuo、Zahorecz Sarolta、Saigo Kazuya、Matsumoto Tomoaki、Tomida Kengo、Machida Masahiro N.、Inutsuka Shu-ichiro、Andr? Philippe、Kawamura Akiko、Onishi Toshikazu
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 899 ページ: 10～10
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab9ca7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Origin of the Stellar Mass Distribution and Multiplicity (2020)
  • 著者名/発表者名: Lee Yueh-Ning、Offner Stella S. R.、Hennebelle Patrick、Andre Philippe、Zinnecker Hans、Ballesteros-Paredes Javier、Inutsuka Shu-ichiro、Kruijssen J. M. Diederik
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 216 ページ: 70
  • DOI: 10.1007/s11214-020-00699-2
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Early Evolution of Disk, Outflow, and Magnetic Field of Young Stellar Objects: Impact of Dust Model (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto Y.、Machida M. N.、Susa H.、Nomura H.、Inutsuka S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 896 ページ: 158～158
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab93d0
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Molecular Cloud Lifecycle (2020)
  • 著者名/発表者名: Chevance Melanie、Kruijssen J. M. Diederik、Vazquez-Semadeni Enrique、Nakamura Fumitaka、Klessen Ralf、Ballesteros-Paredes Javier、Inutsuka Shu-ichiro、Adamo Angela、Hennebelle Patrick
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 216 ページ: 50
  • DOI: 10.1007/s11214-020-00674-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dispersal of protoplanetary discs by the combination of magnetically driven and photoevaporative winds (2020)
  • 著者名/発表者名: Kunitomo Masanobu、Suzuki Takeru K、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 492 ページ: 3849～3858
  • DOI: 10.1093/mnras/staa087
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution simulations of catastrophic disruptions: Resultant shape distributions (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugiura Keisuke、Kobayashi Hiroshi、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 181 ページ: 104807～104807
  • DOI: 10.1016/j.pss.2019.104807
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of magnetic field in the formation and evolution of filamentary molecular clouds (2020)
  • 著者名/発表者名: Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: Proceedings of the International Astronomical Union 巻: 14 ページ: 100～100
  • DOI: 10.1017/S1743921319003557
• [雑誌論文] FOREST Unbiased Galactic Plane Imaging Survey with the Nobeyama 45?m telescope (FUGIN). V. Dense gas mass fraction of molecular gas in the Galactic plane (2019)
  • 著者名/発表者名: Torii Kazufumi、Fujita Shinji、Nishimura Atsushi、Tokuda Kazuki、Kohno Mikito、Tachihara Kengo、Inutsuka Shu-ichiro、Matsuo Mitsuhiro、Kuriki Mika、Tsuda Yuya、Minamidani Tetsuhiro、Umemoto Tomofumi、Kuno Nario、Miyamoto Yusuke
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 ページ: S2
  • DOI: 10.1093/pasj/psz033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on the formation of brown dwarfs by turbulent compression (2019)
  • 著者名/発表者名: Stamer Torsten、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 488 ページ: 2644～2649
  • DOI: 10.1093/mnras/stz1892
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A centrally concentrated sub-solar-mass starless core in the Taurus L1495 filamentary complex (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokuda Kazuki、Tachihara Kengo、Saigo Kazuya、Andre Phillipe、Miyamoto Yosuke、Zahorecz Sarolta、Inutsuka Shu-ichiro、Matsumoto Tomoaki、Takashima Tatsuyuki、Machida Masahiro N、Tomida Kengo、Taniguchi Kotomi、Fukui Yasuo、Kawamura Akiko、Tatematsu Ken’ichi、Kandori Ryo、Onishi Toshikazu
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 ページ: 73
  • DOI: 10.1093/pasj/psz051
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Collisional elongation: Possible origin of extremely elongated shape of 1I/`Oumuamua (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugiura Keisuke、Kobayashi Hiroshi、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: Icarus 巻: 328 ページ: 14～22
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2019.03.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of Shocked Molecular Clouds Associated with the Shell-type Supernova Remnant RX J0046.5?7308 in the Small Magellanic Cloud (2019)
  • 著者名/発表者名: Sano H.、Matsumura H.、Yamane Y.、Maggi P.、Fujii K.、Tsuge K.、Tokuda K.、Alsaberi R. Z. E.、Filipovic M. D.、Maxted N.、Rowell G.、Uchida H.、Tanaka T.、Muraoka K.、Takekoshi T.、Onishi T.、Kawamura A.、Minamidani T.、Mizuno N.、Yamamoto H.、Tachihara K.、Inoue T.、Inutsuka S., et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 881 ページ: 85～85
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2ade
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Revised Description of Dust Diffusion and a New Instability Creating Multiple Rings in Protoplanetary Disks (2019)
  • 著者名/発表者名: Tominaga Ryosuke T.、Takahashi Sanemichi Z.、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 881 ページ: 53～53
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab25ea
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Origin for the Angular Momentum of Molecular Cloud Cores: A Prediction from Filament Fragmentation (2019)
  • 著者名/発表者名: Misugi Yoshiaki、Inutsuka Shu-ichiro、Arzoumanian Doris
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 881 ページ: 11～11
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2382
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Generalized Nonlinear Ohm's Law: How a Strong Electric Field Influences Nonideal MHD Effects in Dusty Protoplanetary Disks (2019)
  • 著者名/発表者名: Okuzumi Satoshi、Mori Shoji、Inutsuka Shu-ichiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 878 ページ: 133～133
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible Evidence for Cosmic-Ray Acceleration in the Type Ia SNR RCW 86: Spatial Correlation between TeV Gamma-Rays and Interstellar Atomic Protons (2019)
  • 著者名/発表者名: Sano H.、Rowell G.、Reynoso E. M.、Jung-Richardt I.、Yamane Y.、Nagaya T.、Yoshiike S.、Hayashi K.、Torii K.、Maxted N.、Mitsuishi I.、Inoue T.、Inutsuka S.、Yamamoto H.、Tachihara K.、Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 876 ページ: 37～37
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab108f
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] The Role of Magnetic Field in the Bubble-filament Paradigm of Star Formation (2020)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: IAU symposium 360, Astronomical Polarimetry 2020 - New Era of Multi-Wavelength Polarimetry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Filament Paradigm and Galactic Star Formation" (2020)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: 23rd Meeting on Research in Astronomy at IASBS
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Star Formation in Filamentary Molecular Clouds: Origins of Mass and Angular Momentum Distribution of Cores (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: 14th ASIA-Pacific Physics Conference (APPC14)
  • 国際学会
• [学会発表] Outflows and Jets (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: 14th ASIA-Pacific Physics Conference (APPC14)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Star Formation in the Galactic Center and Disk (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: The 10-th Galactic Center Workshop: "New Horizons in Galactic Center Astronomy and Beyond"
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] An Origin of Misaligned Planets: Angular Momentum Accretion in Star Formation Process (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: From Protoplanetary Disks through Planetary System Architecture to Planetary Atmospheres and Habitability
  • 国際学会
• [学会発表] Filament Paradigm and A Unified Picture of Star Formation in the Galactic Disk (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: THE SELF-ORGANISED STAR FORMATION PROCESS
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The Formation and Angular Momentum Evolution of Protoplanetary Disks (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: Great Barriers in Planet Formation
  • 国際学会
• [学会発表] Filamentary Molecular Clouds & the Angular Momenta of Cloud Cores (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: Ringberg Workshop: Turbulence and Structure Formation in Protoplanetary Disks 2019: Observation, Theory, and Experiments
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Filamentary Molecular Clouds and the Angular Momenta of Cloud Cores (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: From Stars to Planets II - Connecting our understanding of star and planet formation
  • 国際学会
• [学会発表] The Formation and Evolution of Filamentary Molecular Clouds: The Origin of the Angular Momenta of Cloud Cores and Protoplanetary Disks (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-ichiro Inutsuka
  • 学会等名: ISSI Workshop on Star Formation
  • 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] 新しい星形成理論によるパラダイムシフト
  • URL: http://star-planet.jp/
• [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/