適合格子細分化法を用いた原始連星の星周構造の解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05394
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 松本 倫明 法政大学, 人間環境学部, 教授 (60308004)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 原始連星 / 周連星円盤 / MHD / AMR / 星形成 / アウトフロー

研究実績の概要

今年度の研究業績は以下の2点である。
(1) 昨年度出版した周連星円盤モデルを、磁場を考慮したMHDモデルに拡張した。MHDモデルには昨年度出版したBoris-HLLD法を採用した。この結果、周連星円盤がガスを降着する結果、磁場が非常に強い領域が現れても現実的な時間で計算を進めることができた。計算の結果、周連星円盤には磁気回転不安定(MRI)が発達し、連星各々が持つ星周円盤からアウトフローが放出された。また周連星円盤からも低速なアウトフローが放出された。
Boris-HLLD法は人為的に光速を低下させて、アルフヴェン速度も低下させる数値スキームであるが、安定に解くためにはガスの速度が光速の1/2倍以下である必要がある。そこで、毎ステップ光速をガスの速度の最大値の4倍程度に設定する可変光速を適用し、さらに数値不安定でガスの速度が大幅に増加する際も光速の半分程度までとした。この結果、計算が比較的安定して進むようになった。
(2) 上記のBoris-HLLD法を用いて、乱流をもった分子雲コアが収縮して中心部に原始星ができる様子を再現した。従来の計算では、数ヶ月かけて原始星形成後1000年間の進化を計算していたが、今回Boris-HLLD法を用いたことにより10倍にあたる10,000年間の進化を計算することができた。初期の磁場の強度と磁気拡散の強さを変えていくつかのモデルを計算した。磁気拡散をマルチグリッド法を用いた陰解法で解いているために、Boris-HLLD法の用いた大きなタイムステップでも安定に解くことができる。極端に大きなタイムステップを避けるためにクーラン数を可変にするという工夫を施した。

研究成果

• [国際共同研究] IAS/University of Maryland/University of Virginia(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: IAS/University of Maryland/University of Virginia
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] ASIAA(その他の国・地域（台湾）)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: ASIAA
• [国際共同研究] KASI/慶熙大学校(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: KASI/慶熙大学校
• [国際共同研究] パリ＝サクレ大学(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: パリ＝サクレ大学
• [雑誌論文] Disk Structure around the Class I Protostar L1489 IRS Revealed by ALMA: A Warped-disk System (2020)
  • 著者名/発表者名: Sai, Jinshi; Ohashi, Nagayoshi; Saigo, Kazuya; Matsumoto, Tomoaki; Aso, Yusuke; Takakuwa, Shigehisa; Aikawa, Yuri; Kurose, Ippei; Yen, Hsi-Wei; Tomisaka, Kohji; Tomida, Kengo; Machida, Masahiro N.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 893 ページ: 51 (21pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab8065
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in BHR 71 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kandori Ryo、Tamura Motohide、Saito Masao、Tomisaka Kohji、Matsumoto Tomoaki、Tazaki Ryo、Nagata Tetsuya、Kusakabe Nobuhiko、Nakajima Yasushi、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Tatematsu Ken’ichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 892 ページ: 128 (7pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab7b68
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Birth of a Massive First-star Binary (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugimura Kazuyuki、Matsumoto Tomoaki、Hosokawa Takashi、Hirano Shingo、Omukai Kazuyuki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 892 ページ: L14 (5pp)
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab7d37
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in Barnard 335 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kandori Ryo、Saito Masao、Tamura Motohide、Tomisaka Kohji、Matsumoto Tomoaki、Tazaki Ryo、Nagata Tetsuya、Kusakabe Nobuhiko、Nakajima Yasushi、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Tatematsu Ken’ichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 891 ページ: 55 (13pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab6f07
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in the Dense Core CB81 (L1774, Pipe 42) in the Pipe Nebula (2020)
  • 著者名/発表者名: Kandori Ryo、Tamura Motohide、Saito Masao、Tomisaka Kohji、Matsumoto Tomoaki、Tazaki Ryo、Nagata Tetsuya、Kusakabe Nobuhiko、Nakajima Yasushi、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Tatematsu Ken’ichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 890 ページ: 14 (16pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab67c5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distortion of Magnetic Fields in a Starless Core. VI. Application of Flux Freezing Model and Core Formation of FeSt 1-457 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kandori Ryo、Tomisaka Kohji、Saito Masao、Tamura Motohide、Matsumoto Tomoaki、Tazaki Ryo、Nagata Tetsuya、Kusakabe Nobuhiko、Nakajima Yasushi、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Tatematsu Ken’ichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 888 ページ: 120 (18pp)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab6081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distortion of magnetic fields in Barnard 68 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kandori Ryo、Tamura Motohide、Saito Masao、Tomisaka Kohji、Matsumoto Tomoaki、Kusakabe Nobuhiko、Kwon Jungmi、Nagayama Takahiro、Nagata Tetsuya、Tazaki Ryo、Tatematsu Ken’ichi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 72 ページ: 8 (17pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psz127
  • 査読あり
• [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 (13pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psz051
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Dynamical Model of the Heliosphere with the Adaptive Mesh Refinement (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Tomoaki、Shiota Daikou、Kataoka Ryuho、Miyahara Hiroko、Miyake Shoko
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1225 ページ: 012008 (9pp)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1225/1/012008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 周連星円盤における磁場の効果：MRIと三つのアウトフロー (2020)
  • 著者名/発表者名: 松本倫明
  • 学会等名: 日本天文学会2020年春季年会
• [学会発表] Boris-HLLD: a new MHD Riemann solver for reducing Alfven speed (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Matsumoto
  • 学会等名: ASTRONUM 2019
  • 国際学会 / 招待講演