2016 Fiscal Year Annual Research Report
観測および数値シミュレーションから探る銀河形成・進化と暗黒物質の関連
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15J04974
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小林 将人 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 銀河形成進化 / 星間現象 / 巨大分子雲 / 質量関数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
星間ガスは多相構造になっており，その中でも特に星形成活動に主要な材料となるのは水素分子の集合体である巨大分子雲と呼ばれる天体である．従って銀河の星形成活動を理解するにあたり，多相な星間ガスの時間進化を整合的に取り扱い巨大分子雲の形成・進化を明らかにすることは本質的に重要である．近年の大規模な電波観測により，天の川銀河およびその近傍に存在する銀河において巨大分子雲が大量に同定され始めた．また近年の3次元の高解像数値シミュレーションにより，磁化した星間ガスから巨大分子雲を生成するためには，多数回の衝撃波圧縮が必要であると示唆されている．
本年度は星形成により破壊されたガスが次世代巨大分子雲として再生される効率の定量化，巨大分子雲が持つ質量の最小値の制限，および現在までの観測では確認されてこなかった相の星間ガスの重要性の指摘に取り組んだ.本研究で解明された主要な事項は，主に以下の3点に集約できる．
1) 太陽質量の100万倍以上も重い大質量な巨大分子雲は銀河の渦状腕構造に沿ってのみ存在する一方で，渦状腕構造の隙間の空間には軽い巨大分子雲のみが選択的に存在しているという近傍銀河での観測結果は，超音速衝撃波生成機構となっている大質量星や超新星残骸の発生率が渦状腕領域では渦状腕間領域の6倍程度であると考えると説明可能である．
2) 星形成により破壊された分子ガスのうち，渦状腕領域では1%程度が次世代巨大分子雲の生成に再利用されており，一方で渦状腕間領域ではその効率は40%にも達する．
3) 現在までの観測では空間分解能が不足しており同定に至っていないと考えられている最小の巨大分子雲が太陽質量の1万倍程度の質量を保持していると考えると，観測されている質量関数を説明可能である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これらの内容について，招待講演2回と学会発表8回を行い，さらに海外研究機関におけるセミナー7回と，国内外問わず積極的に発表した．このような発表の機会を通じて，観測結果の解釈，星間空間における冷却過程，および本研究を発展させるべき方向性について，理解が深まった．
研究成果は論文1本，要旨集２冊に出版され，次年度の早い段階でさらに要旨集1冊にも掲載予定となっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
従来の一酸化炭素輝線で空間分解して同定される巨大分子雲質量関数だけでなく，空間分解しない一酸化炭素輝線の全光度を観測から算出し，これを本研究で得られる巨大分子雲の時間発展と組み合わせることで，現在までの観測では確認されてこなかった光学的に厚い水素原子ガス雲や一酸化炭素輝線では明るくない水素分子ガス雲などの存在量が推定可能になると考えられる．そこで全光度に対応する全分子ガス量の算出を行う．また，分子雲衝突現場における星形成も正しくモデルに取り込むことで，全星形成効率の算出にもつとめ，観測との比較に耐えうる理論とする．
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