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2021 年度 実績報告書

アルマ望遠鏡で探る低金属量星形成のダイナミクス

公募研究

研究領域新しい星形成論によるパラダイムシフト:銀河系におけるハビタブル惑星系の開拓史解明
研究課題/領域番号 21H00058
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) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワードALMA / 低金属量 / 大質量星形成
研究実績の概要

本研究では観測と理論の両面から星形成の普遍性と多様性の調査を行っている。下西准教授, Zhang研究員, 徳田特任助教等との国際協力のもとで、ALMA観測を用いて大小マゼラン雲における大質量原始星サーベイ観測を進めた。特に今年度は小マゼラン雲における原始星アウトフロー、ホットコアの初検出を報告することができた (Tokuda et al. 2022; Shimonishi et al. 2022)。また、更なるデータ解析の結果、銀河系と大マゼラン雲における原始星アウトフローの物理特性は良く似ているが、小マゼラン雲の高光度原始星においてCO分子アウトフローは極端に弱いことが発見された (Tanaka et al., in prep.)。この結果は、小マゼラン雲程度の金属量環境(~0.2太陽金属量)では、アウトフロー駆動機構が働かないか、CO分子が非常に効率的に解離されていることを示唆しており、物理と化学の両面から更なる調査が必要となる。
一方、理論面からは、松木場研究員等との共同研究では、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 (Matsukoba et al. 2022)。さらに山室氏, 奥住准教授との共同研究から、円盤内ダスト成長によって重力安定性や電離フィードバックの性質が影響をうけることもわかってきた。これらの成果により、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。

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、ALMA望遠鏡による更に高分解能観測の大小マゼラン雲原始星観測データが得られることになっていて、低金属量環境における、重力分裂やフィードバックといった物理過程や、ダストからの揮発性物質の昇華による宇宙化学進化について、新たな発見が期待される。

  • 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/アメリカ国立電波天文台/バージニア大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      コロラド大学ボルダー校/アメリカ国立電波天文台/バージニア大学
    • 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 E. I. 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 et al.
    • 学会等名
      From Stars to Galaxies II
    • 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
  • [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

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公開日: 2023-12-25  

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