2013 Fiscal Year Annual Research Report
低金属度ガスのダイナミクスで解明する宇宙初期天体の起源
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25287040
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大向 一行 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70390622)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 宇宙初期天体 / 星形成 / 巨大ブラックホール |
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| Research Abstract |
重元素が全くないガス中で形成される、宇宙最初の星（初代星）形成に関して、形成環境が生まれてくる星の質量にあたえる影響を調べた。具体的には宇宙論的シミュレーション結果から得られる多様な物理的性質（質量、密度、回転など）を持ったハローの内部での星形成過程を軸対称２次元の輻射流体シミュレーションと中心原始星の進化計算を結合させて、同時に実行することにより調べた。その結果、初代星の質量分布は数十太陽質量あたりにピークが存在し、数百太陽質量あたりまで広く分布することが分かった。
一方、外部から強い輻射が照射するような環境では全く異なる星形成過程が進行し、最終的に超大質量星形成に関して、３次元流体計算コードを開発し、数値実験を実行した。その結果、亜音速の乱流があるような初期条件から始めた場合でも中心コアは分裂せずに収縮し、単独の原始星に至ることが分かった。また周囲のガスは高密度であり、形成後の原始星は１太陽質量毎年を上回る急激なガス降着により成長することが予想される。
また微量の重元素をもった第二世代以降の初期世代星の形成に関して、原始星が降着成長する際に、その周りに形成される降着円盤の重力不安定性を定常円盤モデルを用いて調べた。その結果、重元素が全くない始原ガスの場合と重元素が太陽程度ある現在の星間ガスの場合には円盤は比較的安定であり、せいぜい連星か少数の星団しかできないと予想されるものの、微量の重元素を含むガスの場合は非常に不安定であり、多数の星に分裂することが分かった。その結果、このようなガス中では小質量星が形成される傾向が強いことが明らかとなった。
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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
当初の研究計画のとほぼ同じスケジュールで研究が遂行できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでも当初の計画通り、研究が遂行で来ているので、今後も継続して当初計画のまま推進する予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年7月に研究協力者の採用を予定していたが、候補者が急遽他機関に就職してしまい、採用に至らなかった。そのため、３か月遅らせて10月から研究協力者を採用したことに伴う、未使用額である。
研究代表者および研究協力者の学会参加および研究打ち合わせ旅費として平成２６年度請求額にあわせて使用する予定である。
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