Revealing Massive Star Formation through Theory and Observation

通过理论和观测揭示大规模恒星的形成

• 批准号: 19K14760
• 负责人: 田中 圭
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology (2022)National Astronomical Observatory of Japan (2020-2021)Osaka University (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14760/
• 关键词: 大質量星形成; ALMA; 低金属量; 大質量星原始星; 模擬観測; 大質量原始星; MHDシミュレーション; 輻射フィードバック; 理論天文学; 電波天文学; 計算物理

本研究では理論と観測の両面から大質量星形成過程の解明に取り組んでいる。下西准教授,　徳田特任助教, Zhang研究員, Ginsburg助教等とのALMA望遠鏡を用いた国際共同研究では、様々な成果が得られている。大小マゼラン雲における大質量原始星サーベイ観測が進行中で、特に今年度は小マゼラン雲におけるアウトフロー、ホットコアの初検出を報告することができた。初期宇宙に似た低金属量における大質量星形成の物理・化学過程の普遍性と多様性に新たな知見が得られつつある。また、大質量原始星高分解能観測のALMAアーカイブデータの詳細解析を進め、塩化ナトリウムNaCl輝線が付随する10個の原始星円盤を同定した。本成果は大質量原始星円盤における化学特性が、良く知られたホットコア化学とは大きく異なり、より高温・高密度の新しい化学特性を持つことを示している。合わせて、大質量原始星の理論研究も進めている。山室氏, 奥住准教授との共同研究から、ダスト成長・破壊を考慮した大質量原始星円盤の理論モデルの構築に成功した。本モデルと、観測から推定される大質量原始星円盤中のダストサイズと組み合わせることで、岩石ダストの付着力を求めることが可能となる。松木場研究員との共同研究では、輻射流体力学シミュレーションを用いた円盤自己重力安定性についての詳細な研究を行い、低金属量環境では重力不安よる激しい円盤分裂が発生することが明らかになった。Jan Staff研究員等との共同研究では、MHDシミュレーションを用いた大質量原始星アウトフローフィードバックの長時間進化を追うことに成功した。得られた結果は、我々のALMA観測とも整合性の高いもので、星形成効率は~50%であることが示された。これらの理論をもとにした新たな観測提案も行い、今後は宇宙史を通じた星-惑星形成の理解にも大きな貢献ができると考えている。

In this study, the で で theory と観 measures the <s:1> two-sided ら of the formation process of massive stars で clarification に takes the で る る る る. Professor Jun Shimonishi, Assistant Professor Tetsuya Tokuda, Researcher Zhang, Assistant Professor Ginsburg, and others conducted an international joint study on the を and た using the ALMA telescope を, and the 々な results が obtained られて and る る. Size マ ゼ ラ ン cloud に お け る massive original star サ ー ベ イ 観 が underway で, に our は "small マ ゼ ラ ン cloud に お け る ア ウ ト フ ロ ー, ホ ッ ト コ ア の 検 out early を report す る こ と が で き た. In the early universe に like た low metal に お け る massive star formation の physics, chemistry の universality と multiple others に new た な knowledge が must ら れ つ つ あ る. ま た and can break larger high quality original star 観 の ALMA ア ー カ イ ブ デ ー タ の parsing the を into め, salt ナ ト リ ウ ム NaCl fai line が pay with す る 10 original star の has drifted back towards &yen; disk を be し た. This results は massive star has drifted back towards &yen; original disk に お け る chemical properties, good く が ら れ た ホ ッ ト コ ア chemical と は big き く different な り, よ り high temperature, high density の new し い chemistry を hold つ こ と を shown し て い る. Combined わせて, research on the theory of massive primitive star わせて advances めて る る. Room's mountain, the associate professor と の joint research か ら, ダ ス ト growth, broken 壊 を consider し た massive star has drifted back towards &yen; original disk の theory モ デ ル built の に success し た. This モ デ ル と, 観 か ら presumption さ れ る massive primitive planet has drifted back towards &yen; an の ダ ス ト サ イ ズ と group み close わ せ る こ と で, rock ダ ス ト の pay focus on を o め る こ と が may と な る. Pine field researcher と の joint research で は, radiation hydrodynamics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い た has drifted back towards &yen; plate of their gravity stability に つ い て の detailed study な を い, low metal environment で は disturbing gravity よ る excitation し い has drifted back towards &yen; plate split が 発 raw す る こ と が Ming ら か に な っ た. Jan Staff researchers such as と の joint research で は, MHD シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い た massive original star ア ウ ト フ ロ ー フ ィ ー ド バ ッ ク の long evolutionary を chase う こ と に successful し た. Have ら れ た results は, I 々 の ALMA 観 measuring と も integrated high の い も の は で, unseen star formation rate to 50% で あ る こ と が shown さ れ た. こ れ ら の theory を も と に し た new た な 観 proposal line も い, future は history of the universe を tong じ た star - planet formation の understand に も big き な contribution が で き る と exam え て い る.

项目成果

Protostellar Collapse: Regulation of the Angular Momentum and Onset of an Ionic Precursor

原恒星塌缩：角动量的调节和离子前体的开始

• DOI: 10.3847/1538-4357/abad99
• 发表时间: 2020
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Marchand Pierre;Tomida Kengo;Tanaka Kei E. I.;Commercon Benoit;Chabrier Gilles
• 通讯作者: Chabrier Gilles

Bimodal Behavior and Convergence Requirement in Macroscopic Properties of the Multiphase Interstellar Medium Formed by Atomic Converging Flows

原子汇聚流形成的多相星际介质宏观性质的双峰行为和收敛要求

• DOI: 10.3847/1538-4357/abc5be
• 发表时间: 2020
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Kobayashi Masato I. N.;Inoue Tsuyoshi;Inutsuka Shu-ichiro;Tomida Kengo;Iwasaki Kazunari;Tanaka Kei E. I.
• 通讯作者: Tanaka Kei E. I.

ALMAで探る低金属量大質量星形成

利用 ALMA 探索低金属丰度、高质量恒星的形成

• 发表时间: 2022
• 作者: 田中圭;Yichen Zhang;下西隆
• 通讯作者: 下西隆

MAGellanic Outflow and chemistry Survey (MAGOS): the Power of LMC Protostellar Outflows

麦哲伦外流和化学调查（MAGOS）：LMC 原恒星外流的力量

• 发表时间: 2022
• 作者: Kei E. I. Tanaka;Yichen Zhang;Takashi Shimonishi;Kengo Tomida;Jonathan C. Tan;Hideko Nomura;John Bally
• 通讯作者: John Bally

低金属量環境での大質量星形成

低金属丰度环境中的大质量恒星形成

• 发表时间: 2021
• 作者: 田中圭;Yichen Zhang;下西隆;田中圭;田中圭;田中圭;田中圭
• 通讯作者: 田中圭