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2020 Fiscal Year Annual Research Report

自転・磁場をとりいれた原始星の降着進化シミュレーション

Research Project

Project/Area Number 18J01296
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

平野 信吾  九州大学, 理学研究院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Keywords宇宙物理 / 数値シミュレーション / 星形成 / 磁気流体 / 初期宇宙
Outline of Annual Research Achievements

第一世代星の形成過程における磁場の役割は、初期宇宙には極めて微弱な磁場しか存在しないため、影響を及ぼさないと無視されていた。近年、第一世代星の形成過程における磁場の増幅機構が指摘されており、十分な強さへと増幅された磁場は星形成ガス雲の角運動量輸送過程に影響することで、最終的に形成される第一世代星の質量・個数に変化させるという示唆がある。
第一世代星の形成過程において増幅された磁場が星形成に及ぼす影響を調べるため、これまで調べられていなかった星形成降着段階を磁気流体シミュレーションにより調べた。今回は(1)通常の第一世代星の形成ガス雲、(2)超大質量第一世代星形成ガス雲、(3)大質量第二世代星形成ガス雲の3種類の星形成ガス雲を初期条件として設定した。シミュレーションの結果、宇宙初期の微弱な初期磁場は、星形成の早い段階で急激に増幅することが確認された。この強磁場はガス雲から角運動量を抜き取ることによって、原始星へのガス降着効率を高める。今回調べた3種類の星形成環境において、磁場が星形成過程において重要な役割を果たすことが確認できた。
本研究成果の一部は既に論文にまとめて学会誌(The Astrophysical Journal)に投稿しており、現在査読中である。残りの結果の論文化作業は現在進めている。
今年度は3本の論文を査読誌で発表した。論文[1]は前年度の研究内容をまとめたものである。論文[2-3]は本研究と関連した、宇宙論的シミュレーションの初期条件の生成手続きについて調べたものである。また国内6件・国外3件の研究発表を行った。その中でも、国内発表[3,5]・国外発表[1-3]において今年度の研究成果を報告した。さらに、前年度に受賞した研究内容の説明記事が、一般誌に掲載された。

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

    (14 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Large-scale Variation in Reionization History Caused by Baryon-Dark Matter Streaming Velocity2021

    • Author(s)
      Park Hyunbae、Shapiro Paul R.、Ahn Kyungjin、Yoshida Naoki、Hirano Shingo
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 908 Pages: 96~107

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abd7f4

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Effect of Misalignment between the Rotation Axis and Magnetic Field on the Circumstellar Disk2020

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

      The Astrophysical Journal

      Volume: 898 Pages: 118~144

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab9f9d

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] First Structure Formation under the Influence of Gas-Dark Matter Streaming Velocity and Density: Impact of the “Baryons Trace Dark Matter” Approximation2020

    • Author(s)
      Park Hyunbae、Ahn Kyungjin、Yoshida Naoki、Hirano Shingo
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 900 Pages: 30~38

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aba26e

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 宇宙論的シミュレーションに基づく初代星形成2021

    • Author(s)
      平野信吾
    • Organizer
      令和2年度 国立天文台 CfCA ユーザーズミーティング
    • Invited
  • [Presentation] Supermassive Star Formation in Magnetized Atomic-cooling Gas Cloud2021

    • Author(s)
      平野信吾, 町田正博, Shantanu Basu
    • Organizer
      日本天文学会2021年春季年会
  • [Presentation] 超音速ガス流による初代星形成過程の系統的調査2021

    • Author(s)
      沈有程, 平野信吾, 梅田秀之
    • Organizer
      日本天文学会2021年春季年会
  • [Presentation] 初代星レビュー2020

    • Author(s)
      平野信吾
    • Organizer
      初代星初代銀河研究会2020
    • Invited
  • [Presentation] 若い原始星における星周円盤・アウトフローの理論的再現2020

    • Author(s)
      平野信吾
    • Organizer
      分子雲から原始星誕生までを追う~新時代の星形成モデル構築に向けて~
  • [Presentation] Supermassive Star Formation in Magnetized Atomic-cooling Gas Cloud2020

    • Author(s)
      平野信吾
    • Organizer
      第33回理論懇シンポジウム「理論天文学・宇宙物理学のブレイクスルー」
  • [Presentation] Magnetic effect on the direct collapse gas cloud2020

    • Author(s)
      平野信吾
    • Organizer
      Virtual Annual Meeting of the German Astronomical Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetic effect on the direct collapse gas cloud2020

    • Author(s)
      平野信吾
    • Organizer
      SAZERAC presents: The First Stars
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Supermassive Star Formation in Magnetized Atomic-cooling Gas Cloud2020

    • Author(s)
      平野信吾
    • Organizer
      Quasars During Reionisation
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/shirano

  • [Remarks] 研究者webページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/shingohirano/japanese

URL: 

Published: 2021-12-27  

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