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2022 年度 実績報告書

分子雲衝突による大質量星形成に対する磁場の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K03923
研究機関北海道大学

研究代表者

羽部 朝男  北海道大学, 理学研究院, 名誉教授 (90180926)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード巨大分子雲 / 大質量星形成 / 分子雲衝突 / 磁場 / 衝撃波 / 分子雲コア形成 / 大規模数値シミュレーション
研究実績の概要

大質量星は、銀河進化に多大な影響を及ぼすが、その形成条件は未解明である。大質量星形成として分子雲衝突が観測的に有力となっている。私たちは,以前から分子雲衝突の3次元数値シミュレー ションを系統的に進め、分子雲衝突による高密度コア形成に対する分子雲内乱流や衝突速度の影響を調べ、乱流の効果だけでは大質量星形成可能な高密度コア形成には不十分であることを示した。そこで、本研究では、分子雲衝突で磁場の効果を考慮し、大質量星形成の可能性を調べた。
まず、大局的に一様磁場中に分子雲を仮定し、初期乱流速度場を加えて時間発展させ、近傍分子雲の磁場と密度の観測的関係が、一様磁場が4 μGの時によく再現することを明らかにした。
次に衝突方向に対して様々な方向の一様磁場を仮定し、典型的な衝突速度である10km/sで、大 きさと質量の異なる分子雲を衝突させ、大質量の高密度分子雲コア形成の可能性を調べた。その結果、磁場が弱い時と比較して、近傍の分子雲の磁場と密度を再現できる場合に質量がかなり大きく自己重力的に束縛された分子雲コアが多数形成されることを示した。こうした分子雲コアでは星形成が期待される。 10太陽質量を超える分子雲コアが多数形成され、大質量星形成の可能性を強く示唆する。この結果は日本天文学会で発表し、査読論文とし日本天文学会欧文誌に掲載された。
2年度以降、銀河系内で衝突速度が10km/sより大きな衝突分子雲が発見されていることから、こうした場合の大質量星形成の可能性を解明するために研究を進め、大質量分子雲コア形成には 衝突速度に応じて大きなサイズの分子雲が必要であることを明らかにした。その成果は、日本天文学会や国際会議で発表し、査読論文として国際的な学術雑誌で出版が決定した。
並行して観測研究者と系外銀河における分子雲衝突の共同研究も推進し、査読付きの論文を数編発表し成果を上げた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] California state University Sacrament(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      California state University Sacrament
  • [雑誌論文] Statistical Study of the Star Formation Efficiency in Bars: Is Star Formation Suppressed in Gas-rich Bars?2023

    • 著者名/発表者名
      Maeda Fumiya、Egusa Fumi、Ohta Kouji、Fujimoto Yusuke、Habe Asao
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 943 ページ: 7~7

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca664

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Massive core/star formation triggered by cloud-cloud collision: II High-speed collisions of magnetized clouds2023

    • 著者名/発表者名
      Sakre, Nirmit ; Habe, Asao ; Pettitt, Alex R. ; Okamoto, Takashi ; Enokiya, Rei ; Fukui, Yasuo ; Hosokawa, Takashi
    • 雑誌名

      The Monthly Notices of Royal Astronomical Society

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bar-Driven Star and Star Cluster Formations and Gas Fueling to a Galactic Center2023

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Matsui, Toshiyasu Masakawa, Asao Habe, & Takayuki R Saitoh
    • 雑誌名

      Proceedings of IAU Symposium 373

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CO(2?1)/CO(1?0) Line Ratio on a ?100 Parsec Scale in the Nearby Barred Galaxy NGC 13002022

    • 著者名/発表者名
      Maeda Fumiya、Egusa Fumi、Ohta Kouji、Fujimoto Yusuke、Habe Asao、Asada Yoshihisa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 926 ページ: 96~96

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac4505

    • 査読あり
  • [学会発表] Episodic Gas Supply to a Galactic Center due to Interactions of Gas Clouds in a Gas Ring Formed in a Barred Galaxy2023

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Matsui, Toshiyasu Masakawa, Asao Habe, & Takayuki R Saitoh
    • 学会等名
      IAU Symp. 377: EARLY DISK-GALAXY FORMATION FROM JWST TO THE MILKY WAY (Kuala Lumpur, Malaysia)
    • 国際学会
  • [学会発表] 天の川銀河棒状構造が引き起こす銀河中心へのガス供給2022

    • 著者名/発表者名
      松井秀徳(旭川工業高等専門学校)政川俊康(放送大学)羽部朝男(北海道大学)
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会
  • [学会発表] 分子雲衝突による星形成と銀河シミュレーション:分子雲衝突の速度分布と頻度2022

    • 著者名/発表者名
      堀江秀、岡本崇、羽部朝男(北海道大学)
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会
  • [学会発表] Bar-Driven Star and Star Cluster Formations and Gas Fueling to a Galactic Center2022

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Matsui, Toshiyasu Masakawa, Asao Habe, & Takayuki R Saitoh
    • 学会等名
      IAU Symp. 373: Resolving the Rise and Fall of Star Formation in Galaxies (Busan, Korea)(国際学会)
    • 国際学会
  • [備考] 大質量星形成に関する最近の共同研究がScienceNewsに

    • URL

      https://astro3.sci.hokudai.ac.jp/~habe/wp/index.php/high-mass-star-formation-barred-galaxies/

  • [備考] オリオン大星雲:分子雲衝突による巨大星形成を立証 (名古屋大学、国立天文台、京都大学との共同研究)

    • URL

      https://astro3.sci.hokudai.ac.jp/~habe/wp/index.php/page-75/

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公開日: 2023-12-25  

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