重元素の存在量が極端に少ない星間ガス中での分子形成過程の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

重元素の量が極端に少ない種族IIのガス雲における物理的・化学的進化を中心として、星と惑星系の形成過程に関する次の研究を行った。1.種族IIの元素組成を有するガス雲中では、固体微粒子(ダスト)の量が大きく減少するので、ダストの熱放射によるガスの冷却率が大きく変化して、温度が上昇する。このため、化学反応ネットワークを通常の暗黒星雲よりも温度が高い場合に適用可能なものに拡張を行い、ガスの温度が200から300度に達する場合にも適用できるような反応ネットワークを構築している。また、ダスト表面での化学反応についても素過程を調べ、表面反応を全面的にネットワークに組み込んだ。構築した反応ネットワークを用いて、密度と温度が一定のガス雲について、分子存在量の時間変化を求めるテスト計算を行い、さまざまなモデルでの計算によって、種族IIのガス雲における化学進化の特徴とその熱的進化への影響を調べることができる段階に達している。2.暗黒星雲における星間分子の存在量が、ガス雲の元素組成の違いによってどのように変化するかを調べるため、炭素と酸素の組成比が太陽組成とは大きく異なるガス雲について、その化学進化を研究した。その結果、元素組成の違いによって、炭素鎖分子などの観測的に重要な元素の存在量が大きく変化することを見いだした。3.原始惑星系円盤におけるさまざまな荷電粒子の空間分布を調べ、磁気回転不安定性が円盤のどのような領域で抑制されるかを研究した。ダスト上でのイオンと電子の再結合を含む化学反応ネットワークを用いて、荷電粒子密度を求め、磁場のジュール損失のため、円盤の内側の領域では、磁気回転不安定性が安定化することを明らかにした。また、この安定な領域の大きさが、ダスト半径の増加あるいはダスト量の減少によって、大幅に縮小することを見いだした。