2021 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the accretion phase of star formation
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17K05387
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
町田 正博 九州大学, 理学研究院, 准教授 (10402786)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 磁気流体 / 双極拡散 / 自己重力 / 星間物質 / 分子雲 / 分子雲コア / 星形成 / ジェット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
星形成で磁場は非常に重要な役割りをする。原始星周囲に出来る円盤からは磁気駆動アウトフローが現れる。このアウトフローはインフォ―リングエンベロープや円盤の角運動量を星間空間に輸送し、ガスを中心星に落下させることで中心星を成長させる役割を果たす。星形成の母体となる分子雲コアは強磁場を持っており、重力エネルギーに匹敵する磁気エネルギーを保持している。従来の観測から磁場は強いながらも重力崩壊する分子雲コアを支えるほどではなく、自由落下時間程度で収縮し原始星が誕生すると考えられていた。しかし、近年磁気エネルギーが重力エネルギーを卓越する分子雲コアも観測されるようになってきた。このような分子雲コアは双極的分散(ambipolar diffusion)によって磁場が抜けてローレンツ力が十分に弱くならないと収縮出来ない。そのため、従来とは異なる星形成過程であると考えられる。この研究では強い磁場を持つ分子雲コアの進化をその内部での星形成の研究を行った。
初期に磁場で支えらえれている分子雲コアを用意し、非理想磁気流体多層格子法によるシミュレーションを行った。その結果、双極的分散によって磁場が散逸する段階で、磁気制動によって分子雲コアが持つ角運動量の大部分は星間空間に輸送されてしまうことが分かった。その後、約5-10自由落下時間経過後に分子雲コアは収縮を開始するが、角運動量が著しく少ないため、星周円盤も出来ず、アウトフロー、ジェットも駆動しないことが分かった。ガスは円盤を経由せずに直接原始星表面へと降着する。このような天体は近年ALMA望遠鏡で観測されているアウトフローを駆動しない天体に対応すると考えられる。この研究によって強磁場環境下での星形成過程は、従来考えられている描像とは大きく異なることが分かった。
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