Star formation Process during main accretion phase

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星形成の初期条件である分子雲コアから計算を始めて、原始星が形成し、原始星周囲に星周円盤が形成する段階までの大規模シミュレーションを行った。近年ALMA望遠鏡の観測によって、星形成初期段階で星周円盤が形成と進化する時期にダスト濃縮が起こり惑星が誕生する可能性が指摘されている。この研究では、従来のオイラー法で磁気流体力学計算を行う数値コードを拡張し、ダスト粒子をラグランジュ的に計算する手法を開発して多層格子法の計算コードに実装し、分子雲コアの収縮と進化の過程を計算した。その結果、星周円盤が出来るまではダストとガスの運動量交換は効率的であり、ダストはガスとよく結合していることが分かった。円盤中ではガス密度が高くなるため、ダストとガスの結合が十分でなくなりダストは中心星に落下していく。しかし、赤道面方向から円盤に侵入したダスト粒子は内側で円盤落下するガスやダストから角運動量を受け取ることよって、円盤外縁に留まることが分かった。円盤外縁でのダスト成長のタイムスケールを見積もって見たところ星形成の非常に若い段階でダストの成長が始まり、成長したダストは中心に移動、または中心星に落下しないことが分かった。この結果は、星形成初期に円盤外縁でダストが滞留し成長することを示唆している。また、より成長が進んだ場合には、微惑星、または惑星に進化すると考えられる。この領域で誕生した微惑星は惑星質量に進化するとType I型惑星移住によって中心星近傍に移動すると考えらえる。結果、我々の計算は円盤外縁で最初に惑星が形成することを意味している。