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2022 年度 実施状況報告書

理論と観測から迫る大質量星形成

研究課題

研究課題/領域番号 19K14760
研究機関東京工業大学

研究代表者

田中 圭  東京工業大学, 理学院, 助教 (20634455)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード大質量星形成 / ALMA / 低金属量
研究実績の概要

本研究では理論と観測の両面から大質量星形成過程の解明に取り組んでいる。下西准教授, 徳田特任助教, Zhang研究員, Ginsburg助教等とのALMA望遠鏡を用いた国際共同研究では、様々な成果が得られている。大小マゼラン雲における大質量原始星サーベイ観測が進行中で、特に今年度は小マゼラン雲におけるアウトフロー、ホットコアの初検出を報告することができた。初期宇宙に似た低金属量における大質量星形成の物理・化学過程の普遍性と多様性に新たな知見が得られつつある。また、大質量原始星高分解能観測のALMAアーカイブデータの詳細解析を進め、塩化ナトリウムNaCl輝線が付随する10個の原始星円盤を同定した。本成果は大質量原始星円盤における化学特性が、良く知られたホットコア化学とは大きく異なり、より高温・高密度の新しい化学特性を持つことを示している。合わせて、大質量原始星の理論研究も進めている。山室氏, 奥住准教授との共同研究から、ダスト成長・破壊を考慮した大質量原始星円盤の理論モデルの構築に成功した。本モデルと、観測から推定される大質量原始星円盤中のダストサイズと組み合わせることで、岩石ダストの付着力を求めることが可能となる。松木場研究員との共同研究では、輻射流体力学シミュレーションを用いた円盤自己重力安定性についての詳細な研究を行い、低金属量環境では重力不安よる激しい円盤分裂が発生することが明らかになった。Jan Staff研究員等との共同研究では、MHDシミュレーションを用いた大質量原始星アウトフローフィードバックの長時間進化を追うことに成功した。得られた結果は、我々のALMA観測とも整合性の高いもので、星形成効率は~50%であることが示された。これらの理論をもとにした新たな観測提案も行い、今後は宇宙史を通じた星-惑星形成の理解にも大きな貢献ができると考えている。

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

概ね計画通り研究が進められている。ALMA観測では想定していた以上に成果が得られており、多くの発見に繋がっている。理論面からも、ダスト成長や円盤分裂の物理過程が詳細に理解されるようになっている。

今後の研究の推進方策

今後もさらに理論と観測を密接に連携させることで、大質量星形成過程の包括的理解につなげたい。特に、大質量原始星の降着円盤物理・化学については、この数年で大きな進展があった。今後は、詳細な理論モデルと高分解能観測の直接比較によるシナリオ検証を進め、~1000Kの高温宇宙化学、すなわち宇宙鉱物学の発展を目指したい。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍のため参加予定であった国際学会が延期となり、次年度使用額が生じた。延期開催される同学会に参加し、研究成果を発表するために使用する予定である。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 10件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] コロラド大学ボルダー校/バージニア大学/アメリカ国立電波天文台(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      コロラド大学ボルダー校/バージニア大学/アメリカ国立電波天文台
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] チャルマース工科大学(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      チャルマース工科大学
  • [国際共同研究] Zhejiang Laboratory(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Zhejiang Laboratory
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      ウィーン大学
  • [雑誌論文] The Detection of Hot Molecular Cores in the Small Magellanic Cloud2023

    • 著者名/発表者名
      Shimonishi Takashi、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Furuya Kenji
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 946 ページ: L41~L41

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acc031

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Disk Wind Feedback from High-mass Protostars. II. The Evolutionary Sequence2023

    • 著者名/発表者名
      Staff Jan E.、Tanaka Kei E. I.、Ramsey Jon P.、Zhang Yichen、Tan Jonathan C.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 947 ページ: 40~40

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acbd47

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Salt-bearing Disk Candidates around High-mass Young Stellar Objects2023

    • 著者名/発表者名
      Ginsburg Adam、McGuire Brett A.、Sanhueza Patricio、Olguin Fernando、Maud Luke T.、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Beuther Henrik、Indriolo Nick
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 942 ページ: 66~66

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac9f4a

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Massive Protostellar Disks as a Hot Laboratory of Silicate Grain Evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Ryota Yamamuro, Kei E. I. Tanaka, Satoshi Okuzumi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vibrationally Excited Lines of HC3N Associated with the Molecular Disk around the G24.78+0.08 A1 Hypercompact H ii Region2022

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Kotomi、Tanaka Kei E. I.、Zhang Yichen、Fedriani Ruben、Tan Jonathan C.、Takakuwa Shigehisa、Nakamura Fumitaka、Saito Masao、Majumdar Liton、Herbst Eric
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 931 ページ: 99~99

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac69d1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An ALMA Study of the Massive Molecular Clump N159W-North in the Large Magellanic Cloud: A Possible Gas Flow Penetrating One of the Most Massive Protocluster Systems in the Local Group2022

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Kazuki et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 933 ページ: 20~20

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6b3c

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Massive Protostars in a Protocluster - A Multi-scale ALMA View of G35.20-0.74N2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yichen、Tanaka Kei E. I.、Tan Jonathan C.、Yang Yao-Lun、Greco Eva、Beltran Maria T.、Sakai Nami、De Buizer James M.、Rosero Viviana、Fedriani Ruben、Garay Guido
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 936 ページ: 68~68

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac847f

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The First Detection of a Protostellar CO Outflow in the Small Magellanic Cloud with ALMA2022

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Kazuki、Zahorecz Sarolta、Kunitoshi Yuri、Higashino Kosuke、Tanaka Kei E. I.、Konishi Ayu、Suzuki Taisei、Kitano Naoya、Harada Naoto、Shimonishi Takashi、Neelamkodan Naslim、Fukui Yasuo、Kawamura Akiko、Onishi Toshikazu、Machida Masahiro N.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 936 ページ: L6~L6

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac81c1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Protostellar-disc fragmentation across all metallicities2022

    • 著者名/発表者名
      Matsukoba Ryoki、Tanaka Kei E I、Omukai Kazuyuki、Vorobyov Eduard I、Hosokawa Takashi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 515 ページ: 5506~5522

    • DOI

      10.1093/mnras/stac2161

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isolated Massive Star Formation in G28.20-0.052022

    • 著者名/発表者名
      Law Chi-Yan、Tan Jonathan C.、Gorai Prasanta、Zhang Yichen、Fedriani Ruben、Tafoya Daniel、Tanaka Kei E. I.、Cosentino Giuliana、Yang Yao-Lun、Mardones Diego、Beltran Maria T.、Garay Guido
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 939 ページ: 120~120

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac90c7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Survey. IV. Isolated Protostars2022

    • 著者名/発表者名
      Fedriani Ruben、Tan Jonathan C.、Telkamp Zoie、Zhang Yichen、Yang Yao-Lun、Liu Mengyao、De Buizer James M.、Law Chi-Yan、Beltran Maria T.、Rosero Viviana、Tanaka Kei E. I.、Cosentino Giuliana、Gorai Prasanta、Farias Juan、Staff Jan E.、Whitney Barbara
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 942 ページ: 7~7

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca4cf

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 大小マゼラン雲における原始星アウトフロー観測2023

    • 著者名/発表者名
      田中圭
    • 学会等名
      近傍宇宙の観測的研究で探る星間物質ライフサイクル
    • 招待講演
  • [学会発表] Hot Disks in Massive Star Formation2023

    • 著者名/発表者名
      田中圭
    • 学会等名
      惑星形成討論会2023春
  • [学会発表] MAGellanic Outflow and chemistry Survey (MAGOS) II: 大小マゼラン雲原始 星アウトフローの物理特性2023

    • 著者名/発表者名
      田中圭, Yichen Zhang, 下西隆, 富田賢吾, Jonathan C. Tan, 野村英子, John Bally
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
  • [学会発表] The hot and dynamical birth of massive stars2023

    • 著者名/発表者名
      Kei Tanaka
    • 学会等名
      宇宙電波懇談会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Massive Star Formation: Now & Then2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      A half century of mm/submm astronomy
    • 国際学会
  • [学会発表] Massive Protostellar Disks as a Hot Laboratory2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      DIG (Dust, Ice, and Gas) Astrochemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Massive Star Formation in Different Environments2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al
    • 学会等名
      Star Formation in Different Environments 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The Hot and Dynamic Birth of Massive Stars2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka
    • 学会等名
      the 44th COSPAR Scientific Assembly
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Massive Star Formation at Various Metallicities2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka
    • 学会等名
      From Stars to Galaxies II
    • 国際学会
  • [学会発表] The Hot and Dynamic Birth of Massive Stars from the ngVLA Perspective2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka, Yichen Zhang, Kazuhito Motogi
    • 学会等名
      Computational Astrophysics in the ngVLA Era
    • 国際学会
  • [学会発表] Metallicity Dependences of Massive Star Formation from Theoretical and Observational Perspectives2022

    • 著者名/発表者名
      Kei E. I. Tanaka et al.
    • 学会等名
      IAU Symposium 361: Massive Stars Near and Far
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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