星間ガスの加熱・冷却過程を考慮した星間雲の収縮とその分裂過程の研究

考虑星际气体加热和冷却过程的星际云收缩破碎过程研究

• 批准号: 10147205
• 负责人: 中村 文隆
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10147205/
• 关键词: 星間ガス; 数値シミュレーション; 自己重力; 星形成

本研究の目的は、星間ガスの性質(重元素量など)の違う銀河(マゼラン雲と我々の銀河系)の星形成過程を数値シミュレーションを用いて理論的に明らかにすることである。特に、星間雲の分裂過程を調べ、星形成の初期段階の物理プロセスを調べた。星間ガスの加熱・冷却過程はガスの化学組成(重元素量など)に依存するので、銀河の進化とともに変化してきたと考えられる。したがって、星の形成過程も大きく変化してきたと期待される。しかし、これまでの研究のほとんどが、簡単のため、星間ガスの等温モデルを用いて行なわれてきた。等温モデルでは、ガスの化学進化による熱的性質の変化が考慮されない。そのため、現実に起こる分裂の長さスケールなどを直接導出することは難しい。そこで本研究では、星間ガスの力学進化・熱的進化・化学進化を考慮し、星間雲の収縮・分裂過程を総合的に調べた。特に、重元素量や星間雲周辺の環境(UV放射など)の変化が星形成に与える影響を重点的に調べた。本年度の研究では、以下のことが明らかとなった。重元素が含まれない原始ガス雲では、重力収縮過程に太陽質量の100倍程度の質量を持つ高密度コアに分裂しやすい。この高密度コアは、比較的大きな密度揺らぎが存在するときには、太陽質量程度の質量を持つ高密度コアに分裂する。この計算から、宇宙初期に形成された星は、大質量星であったことが予想された。一方、我々の銀河系の星間ガス雲では、重元素の冷却が有効的に効き、分裂片の質量は、太陽質量の十分の一程度と小さくなることが分かった。この分裂片の質量は、マゼラン雲のように重元素量が太陽近傍の十分の一程度の時には、数倍大きくなった。さらに外部のUVが強い場合には、低質量のガス雲は、分裂が妨げられるが、質量の大きなガス雲は、ガス雲表面でUVが遮蔽されるので、内部の分裂には大きく影響しない。

は, star の purpose this study between ガ ス の properties (amount of heavy elements な ど) の violations う galaxy (マ ゼ ラ ン cloud と I 々 の) the Milky Way star の formation を the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い て theory に Ming ら か に す る こ と で あ る. The characteristics are に, the <s:1> splitting process of interstellar clouds is を in べ, and the <s:1> initial stage of star formation is プロセスを in べた. Star between ガ ス の heating, cooling process は ガ ス の chemical composition (the amount of heavy elements な ど) に dependent す る の で, の galaxy evolution と と も に variations change し て き た と exam え ら れ る. Youdaoplaceholder0 たがって, the process of star formation て large く く transformation て て たと expectation される. し か し, こ れ ま で の research の ほ と ん ど が, Jane 単 の た め, star ガ ス の isothermal モ デ ル を with い て line な わ れ て き た. Isothermal モデ で で, ガス <s:1> chemical evolution による the properties of heat <s:1> change が consider されな. そ の た め, now be に up こ る split の long さ ス ケ ー ル な ど を directly export す る こ と は difficult し い. そ こ で this study で は, star ガ ス の mechanical evolution, thermal evolution, the chemical evolution of cloud between を し, star の 収 shrinkage split process を 総 に of adjustable べ た. に, heavy elements content cloud weeks 辺 や star の environment (UV radiation な ど) の variations change が に star formation and え る affect を key に adjustable べ た. This year 's <s:1> research で で, and the following is となった とが とが ら ら となった. Heavy elements contains が ま れ な い original ガ ス cloud で は, gravity 収 shrinkage process に の is 100 times the mass of the sun の degree quality を hold つ high-density コ ア に split し や す い. こ の high-density コ ア は, comparison of big き な density 揺 ら ぎ が exist す る と き に は, degree of the mass of the sun の quality を つ high-density コ ア に split す る. <s:1> であった calculate ら, the formation of された stars in the early universe に, and the visualization of massive stars であった であった とが とが された された. Between the party, I 々 の galaxy star の ガ ス cloud で は の が cooling, heavy elements have a sharper に unseen き, split の は quality and the mass of the sun の is の degree of a small と さ く な る こ と が points か っ た. The mass of the <s:1> split plate <e:1> is ゼラ, and the ゼラ cloud is ように. The amount of heavy elements is が. When the sun is close to the moon to a degree of ten to one, it is に <e:1> and several times larger くなった くなった. さ ら に external の strong UV が い occasions に は, low quality の ガ ス cloud は, split が hinder げ ら れ る が, great quality の き な ガ ス cloud は, ガ ス で cloud surface UV が covered さ れ る の で, internal の split に は big き く influence し な い.

项目成果

Fumitaka Nakamura: "What determines the Typical Mass of Dense Cores?" The Astrophysical Journal Letters. 507. L165-L169 (1998)

Fumitaka Nakamura：“什么决定了致密核心的典型质量？”

Fumitaka Nakamura: "Formation of a Dense Filamentary Core and its Fragmentation" Numerical Astrophysics 1998. (印刷中). (1999)

Fumitaka Nakamura：“致密丝状核的形成及其碎片”《数值天体物理学》1998 年。（出版中）。

Fumitaka Nakamura 他3名: "Gravitational Collapse of Isothermal Magnetiged Clouds:" The Astrophysical Journal. 510. 274-290 (1999)

Fumitaka Nakamura 和其他 3 人：“等温磁云的引力塌缩：”天体物理学杂志 510. 274-290 (1999)。

Fumitaka Nakamura and Masayuki Umemura: "On the Mass of Population III Stars" The Astrophysical Journal. 515. 印刷中 (1999)

Fumitaka Nakamura 和 Masayuki Umemura：“论人口 III 恒星的质量”，《天体物理学杂志》515。出版中（1999 年）。

Fumitaka Nakamura and Masayuki Umemura: "Collapse and Fragmentation of Filamentary Primordial Clouds due to H_2 Cooling" Cosmic Chemical Evolution. (印刷中). (1999)

Fumitaka Nakamura 和 Masayuki Umemura：“H_2 冷却导致的丝状原始云的塌陷和碎片”《宇宙化学演化》（出版中）。