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2023 年度 実績報告書

乱流と磁場を持つ分子雲コアの収縮および衝突における連星の形成条件と回転構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2528
配分区分基金
研究機関鹿児島大学

研究代表者

高石 大輔  鹿児島大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワード連星形成 / 原始惑星系円盤 / 単極アウトフロー / 磁場 / 乱流 / 磁気流体力学 / 数値シミュレーション / 分子雲コア
研究実績の概要

近年の銀河系内の観測から、太陽質量程度の若い星の半数以上は連星であることが明らかになっている。そのため、太陽のような単一星の形成進化過程のみならず、連星の形成進化過程を理解することは星形成過程の理解にとって非常に重要である。本研究の目的は、近年の観測が示す現実的な星形成環境で連星の形成条件および連星の回転構造の時間進化を解明することである。
本年度は、前年度に引き続き乱流と磁場を持つ分子雲コア同士の収縮・衝突過程を3次元非理想磁気流体シミュレーションを用いて長時間計算した。その結果、分子雲コアの初期磁場強度の違いによって角運動量輸送の効率が変化し、連星や多重星のパラメータ(分裂数、連星間距離、回転軸など)が大きく変化することがわかった。また、本研究のこれまでの成果から、現実的な星形成環境における連星の形成進化過程には磁場が重要な役割を果たすことが明らかになった。さらに、分子雲コアの熱エネルギーと重力エネルギーの比の違いによって初期質量降着率が変化し、連星や多重星のパラメータの決定に大きな影響を与えることもわかった。これらの成果は、分子雲コアが剛体回転を持つ場合の先行研究と整合的である。
さらに、分子雲コアの磁気エネルギーが分子雲コアの乱流エネルギーに比べて小さい場合、原始星近傍から単極アウトフローが駆動するという興味深い現象を発見した。単極アウトフローは星形成領域の観測で実際に発見されている。そのため、この予期せぬ発見は観測結果を説明しうる非常に重要な成果である。本成果をまとめた論文は国際誌にすでに受理されている。一方で、分子雲コアの磁場のエネルギーが乱流のエネルギーと同程度の場合は双極アウトフローが駆動することもわかった。原始星近傍から駆動するアウトフローのこのような形状の違いは分子雲コアの磁場強度と乱流強度を推定する指標となることが本成果により初めて明らかになった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Formation of Unipolar Outflow and Protostellar Rocket Effect in Magnetized Turbulent Molecular Cloud Cores2024

    • 著者名/発表者名
      Takaishi Daisuke、Tsukamoto Yusuke、Kido Miyu、Takakuwa Shigehisa、Misugi Yoshiaki、Kudoh Yuki、Suto Yasushi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 963 ページ: 20~20

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad187a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Formation of unipolar outflow and "protostellar rocket effect" in magnetized and turbulent molecular cloud cores2024

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takaishi, Yusuke Tsukamoto, Miyu Kido, Shigehisa Takakuwa, Yoshiaki Misugi, Yuki Kudoh, Yasushi Suto
    • 学会等名
      Magnetic Fields from Clouds to Stars (Bfields-2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁化した乱流分子雲コア中における単極アウトフローの駆動と原始星ロケット効果の発見2023

    • 著者名/発表者名
      高石大輔、塚本裕介、城戸未宇、高桑繁久、三杉佳明、工藤祐己、須藤靖
    • 学会等名
      第36回理論懇シンポジウム「高赤方偏移のフロンティア」
  • [学会発表] Formation of unipolar outflow and "protostellar rocket effect" in magnetized and turbulent molecular cloud cores2023

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takaishi, Yusuke Tsukamoto, Miyu Kido, Shigehisa Takakuwa, Yoshiaki Misugi, Yuki Kudoh, Yasushi Suto
    • 学会等名
      The 14th RESCEU International Symposium: "From Large to Small Structures in the Universe"
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁化した乱流分子雲コア中で駆動するアウトフローの形状と時間進化2023

    • 著者名/発表者名
      高石大輔、塚本裕介、城戸未宇、高桑繁久、三杉佳明、工藤祐己、須藤靖
    • 学会等名
      Workshop on Star & Planet Formation 研究会「星・惑星形成:これまでの20年間とこれから」
  • [学会発表] 分子雲コアパラメータの違いが生み出す原始星アウトフローの多様性2023

    • 著者名/発表者名
      高石大輔、塚本裕介、城戸未宇、高桑繁久、三杉佳明、工藤祐己、須藤靖
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
  • [学会発表] 分子雲コアパラメータの違いが生み出す原始星アウトフローの多様性2023

    • 著者名/発表者名
      高石大輔
    • 学会等名
      第3回シン・九州星形成ゼミ
  • [学会発表] Formation of unipolar outflow and "protostellar rocket effect" in magnetized and turbulent molecular cloud cores2023

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takaishi, Yusuke Tsukamoto, Shigehisa Takakuwa, Yoshiaki Misugi, Yuki Kudoh, Yasushi Suto
    • 学会等名
      Protostars and Planets VII
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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