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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Star Formation in the very Early Universe

Research Project

Project/Area Number 17H02869
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

須佐 元  甲南大学, 理工学部, 教授 (00323262)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 町田 正博  九州大学, 理学研究院, 准教授 (10402786)
大向 一行  東北大学, 理学研究科, 教授 (70390622)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords初代星 / 初代銀河
Outline of Annual Research Achievements

2019に発表した初代星降着円盤分裂の研究(Susa 2019)はその後良く引用され(44回,2022年5月現在)、この分野の研究で重要な結果と認識されている。これに関連してより長時間の時間進化を追い、その後重力波源としてのブラックホール連星の起源としての可能性について言及した研究を出版している(Arimoto+2021)。またこれをさまざまな星形成環境に一般化する試みも我々の研究グループで活発に行われている(Chon+2021)。現在は異なる環境における熱進化をモデル化し、それぞれで分裂の過程がどのように進行するかについて数値的、解析的に研究を進めている。またブラックホール連星の起源についても、原始星段階での合体条件を詳細に調べ原始星のスピンが合体条件を考察する際に不可欠であることを明らかにした。その結果については現在投稿準備中である。
磁場との結合に関してガスの化学反応の精密化を行い、さまざまな金属量・電離環境においてこれを調べ、その結果を出版した(Nakauchi+2021)。また磁場の増幅のキーとなる初代星形成環境の乱流については1)自己重力収縮によって駆動され2)Saturation levelは熱進化の実効的ポリトロープ指数によってほぼ解析的に決定されることを明らかにした。1)ついては出版済み(Higashi+2021)で2)については論文投稿準備中である。また磁場との結合を考慮した自己重力収縮においては、収縮それ自身は磁場によってあまり影響を受けないものの、円盤の分裂などを考える時には磁気制動によって分裂を抑制することを明らかにした(Sadanari+2021)。さらに、超大質量初代星形成の文脈で、質量降着期の星形成に追いては磁場が必ず他のエネルギー密度と同程度に増幅し、分裂抑制などその後のダイナミクスに強く影響することを明らかにした(Hirano+2021)。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Rome(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      University of Rome
  • [Int'l Joint Research] University of Western Ontario(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      University of Western Ontario
  • [Journal Article] Merger Rate Density of Binary Black Holes through Isolated Population I, II, III and Extremely Metal-poor Binary Star Evolution2022

    • Author(s)
      Tanikawa Ataru、Yoshida Takashi、Kinugawa Tomoya、Trani Alessandro A.、Hosokawa Takashi、Susa Hajime、Omukai Kazuyuki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 926 Pages: 83~83

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac4247

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Amplification of Turbulence in Contracting Prestellar Cores in Primordial Minihalos2021

    • Author(s)
      Higashi Sho、Susa Hajime、Chiaki Gen
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 915 Pages: 107~107

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac01c7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transition of the initial mass function in the metal-poor environments2021

    • Author(s)
      Chon Sunmyon、Omukai Kazuyuki、Schneider Raffaella
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 508 Pages: 4175~4192

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2497

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Formation of the first galaxies in the aftermath of the first supernovae2021

    • Author(s)
      Abe Makito、Yajima Hidenobu、Khochfar Sadegh、Dalla Vecchia Claudio、Omukai Kazuyuki
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 508 Pages: 3226~3238

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2637

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Magnetohydrodynamic effect on first star formation: pre-stellar core collapse and protostar formation2021

    • Author(s)
      Sadanari Kenji Eric、Omukai Kazuyuki、Sugimura Kazuyuki、Matsumoto Tomoaki、Tomida Kengo
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 505 Pages: 4197~4214

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1330

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Light, medium-weight, or heavy? The nature of the first supermassive black hole seeds2021

    • Author(s)
      Sassano Federica、Schneider Raffaella、Valiante Rosa、Inayoshi Kohei、Chon Sunmyon、Omukai Kazuyuki、Mayer Lucio、Capelo Pedro R
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 506 Pages: 613~632

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1737

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Signatures of hierarchical mergers in black hole spin and mass distribution2021

    • Author(s)
      Tagawa Hiromichi、Haiman Zoltan、Bartos Imre、Kocsis Bence、Omukai Kazuyuki
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 507 Pages: 3362~3380

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2315

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ionization degree and magnetic diffusivity in star-forming clouds with different metallicities2021

    • Author(s)
      Nakauchi Daisuke、Omukai Kazuyuki、Susa Hajime
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 502 Pages: 3394~3416

    • DOI

      10.1093/mnras/stab248

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Merger Rate Density of Population III Binary Black Holes Below, Above, and in the Pair-instability Mass Gap2021

    • Author(s)
      Tanikawa Ataru、Susa Hajime、Yoshida Takashi、Trani Alessandro A.、Kinugawa Tomoya
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 910 Pages: 30~30

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abe40d

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Growth of magnetorotational instability in circumstellar discs around class 0 protostars2021

    • Author(s)
      Kawasaki Yoshihiro、Koga Shunta、Machida Masahiro N
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 504 Pages: 5588~5611

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1224

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supermassive Star Formation in Magnetized Atomic-cooling Gas Clouds: Enhanced Accretion, Intermittent Fragmentation, and Continuous Mergers2021

    • Author(s)
      Hirano Shingo、Machida Masahiro N.、Basu Shantanu
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 917 Pages: 34~34

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0913

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Impact of magnetic braking on high-mass close binary formation2021

    • Author(s)
      Harada Naoto、Hirano Shingo、Machida Masahiro N、Hosokawa Takashi
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 508 Pages: 3730~3747

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2780

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 初代星原始星連星の合体機構2022

    • Author(s)
      桐原崇亘
    • Organizer
      日本天文学会2022年春季年会
  • [Presentation] 収縮する始原ガスコアで増幅された乱流の飽和と散逸2022

    • Author(s)
      東翔
    • Organizer
      日本天文学会2022年春季年会
  • [Presentation] Formation of metal-poor stars2021

    • Author(s)
      大向一行
    • Organizer
      低金属度宇宙研究会
    • Invited
  • [Presentation] 星同士の詳細な合体条件の探求2021

    • Author(s)
      桐原 崇亘
    • Organizer
      日本天文学会2021年春季年会
  • [Presentation] ミニハロー内の収縮する始原ガスコアにおける乱流の増幅2021

    • Author(s)
      東翔
    • Organizer
      日本天文学会2021年春季年会
  • [Presentation] 収縮する始原ガスコアで増幅された乱流の飽和と散逸2021

    • Author(s)
      東翔
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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