ＣＣＳゼーマン効果と理論計算を連携させた星形成における磁場の役割の研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24244017
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 中村 文隆 国立天文台, 理論研究部, 准教授 (20291354)
• 研究分担者: 高野 秀路 国立天文台, 野辺山宇宙電波観測所, 助教 (00222084) ; 小川 英夫 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20022717) ; 土橋 一仁 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (20237176) ; 亀野 誠二 国立天文台, チリ観測所, 教授 (20270449) ; 松本 倫明 法政大学, 人間環境学部, 教授 (60308004) ; 伊王野 大介 国立天文台, チリ観測所, 准教授 (60425402)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 星無しコア / 磁場 / 重力収縮 / ゼーマン分裂 / 数値シミュレーション / 星形成 / 分子雲

研究実績の概要

星形成過程において未解明の問題は、コアの重力収縮過程において、磁場がどの程度、力学的に影響を与えるかを定量的に解明することである。その目的のため、平成２５年度までに高感度の偏波受信機・偏波較正システムを完成させた。平成２６年度はこの受信機を使って、CCSのゼーマン分裂を検出することであった。
研究代表者らは近傍の星形成領域おうし座分子雲にある星無しコアTMC-1に向けてゼーマン観測を実施し、CCSのゼーマン分裂を5シグマ以上の精度で検出することに成功した。結果の信頼性を高める観測・解析も行った。たとえば、装置起因の偏波成分が与える影響を調べるため、VLAで検出報告のあるOMC-2に向けたメタノールメーザーを使ったゼーマン観測を実行し、先行観測の結果を再現するゼーマン分裂を検出することに成功した。他のメタノールメーザー源でも同様の観測を行ったが、それらについてはゼーマン分裂は検出されなかった。この結果から、偏波較正手順はさほど問題がないことが確認できた。さらに偏波較正過程を検証するために、HC3N, HC5N等の他の分子輝線の観測も実行した。現在、データ解析を進めているところである。
また、TMC1以外に、L1495Bというコアに向けたCCSゼーマン観測も行ったが、積分時間不足でまだ有意なゼーマン分裂の検出には成功していない。次年度に観測をさらに進め、データの質を上げたいと思っている。
コアの重力収縮の数値シミュレーションについても、現在結果の最終まとめを進めているところである。磁場が強い場合でも磁場の拡散によってジーンズスケールで分裂することが明らかになった。

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

偏波較正過程のチェックをさらに進める必要があるが、TMC-1ではCCSゼーマン分裂が検出できたことが大きな収穫である。複数のコアに向けたゼーマン分裂の検出を進める準備が整った。
コアの重力収縮の数値シミュレーションについては、計算データは取得済みである。

今後の研究の推進方策

結果の信頼性を高めるため、様々な観点から、偏波較正過程のチェックを進める。それと同時に、複数の天体に向けたゼーマン観測を進める。
すでにターゲット天体の選定は完了している。
数値シミュレーションについては結果を論文にまとめる。
また、受信機の性能を記述した論文をまとめる。

研究成果

• [雑誌論文] Software Polarization Spectrometer "PolariS" (2014)
  • 著者名/発表者名: Izumi Mizuno, Seiji Kameno, Kano Amano, Makoto Kuroo, Fumitaka Nakamura, Noriyuki Kawaguchi, Katsunori Shibata, Seisuke Kuji, Nario Kuno
  • 雑誌名: Journal of Aｓｔronomical Instrumentation 巻: 3 ページ: 16pp
  • DOI: 10.1142/S225117171450010X
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The software-based polarization spectrometer PolariS (2014)
  • 著者名/発表者名: Seiji Kameno, Izumi Mizuno, Fumitaka Nakamura, Makoto Kuroo, Amano Kano, Nobuyuki Kawaguchi, Katsunori Shibata, Nario Kuno, Shuro Takano, Seisuke Kuji
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 9153 ページ: 6pp
  • DOI: 10.1117/12.2055205
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cluster Formation Triggered by Filament Collisions in Serpens South (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Nakamura, Koji Sugitani, Takahiro Tanaka, Hiroyuki Nishitani, Kazuhito Dobashi, Tomomi Shimoikura, Yoshito Shimajiri, Ryohei Kawabe, Yoshinori Yonekura, Izumi Mizuno, Kimihiko Kimura, Kazuki Tokuda, Minato Kozu, Nozomi Okada, Yutaka Hasegawa, Hideo Ogawa, Seiji Kameno, Hiroko Shinnaga, Munetake Momose, 他７名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 791 ページ: ５ｐｐ
  • DOI: 10.1088/2041-8205/791/2/L23
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Evaluation of Single Dish Zeeman Observation using ALMA Band-1 Reciever (2015)
  • 著者名/発表者名: Chau-Chin Chong, Fumitaka Nakamura
  • 学会等名: The 3rd workshop on large aperture mm/submm telescopes in the ALMA era
  • 発表場所: 国立天文台三鷹、東京
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-13
• [学会発表] Magnetic Fields in Star-Forming Regions (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Nakamura, , Seiji Kameno, Izumi Mizuno, Kazuhito Dobashi
  • 学会等名: The 3rd workshop on large aperture mm/submm telescopes in the ALMA era
  • 発表場所: 国立天文台三鷹、東京
  • 年月日: 2015-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Cluster Formation Inuced by Filament Collisions (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Nakamura, Seiji Kameno, Izumi Mizuno, Kazuhito Dobashi
  • 学会等名: Revolution in Astronomy with ALMA - The Third Year
  • 発表場所: 東京国際フォーラム、東京都千代田区
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-11
• [学会発表] Cluster Formation Triggered by Cloud-Cloud Collision: The Case of Serpens South (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Nakamura, Seiji Kameno, Izumi Mizuno, Kazuhito Dobashi
  • 学会等名: Star Formation Across Space and Time
  • 発表場所: Noordwijk, Netherlands
  • 年月日: 2014-11-11
• [学会発表] Revealing the Initial Conditions of Star Cluster Formation: The Case of Serpens South (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Nakamura, Seiji Kameno, Izumi Mizuno, Kazuhito Dobashi
  • 学会等名: The Early Life of Stellar Clusters: Formation and Dynamics
  • 発表場所: Copenhargen, Denmark
  • 年月日: 2014-11-03
  • 招待講演
• [学会発表] 野辺山45m鏡における40 GHz帯偏波計測システム (2014)
  • 著者名/発表者名: 水野いづみ、亀野誠司、中村文隆、久野成夫、高野修路
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 山形県山形市、山形大学
  • 年月日: 2014-09-13