多層格子数値シミュレーションを用いた集団的星形成の研究

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集団的星形成の特徴は、ひとつの分子雲コアから多数の星が形成することである。この特徴は、連星系の形成と共通する。そこで、本研究では、高解像度の数値シミュレーションを用いて、連星系の形成について調べた。連星系形成の有力なシナリオでは、分子雲コアが分裂して形成したクランプが、合体せずに原始連星系へ進化することが重要である。しかし、過去の多くの数値シミュレーションでは、クランプが形成した時点で計算を止めているため、クランプが合体せずに原始連星へ新化するかは、明らかではない。そこで、本研究では、分子雲コアの分裂から約2×10^3年間という、これまでにない長時間の進化を追跡した。数値シミュレーションの概要は以下の通りである。初期にゆっくり回転しいる球状の分子雲コアが重力収縮すると、中心部に高密度クランプ、その周囲に降着円盤、さらにその周囲には降着エンベロープが形成される。降着円盤は重力不安定によって分裂し、中心クランプのまわりに衛星クランプを形成するが、角運動量の輸送により衛星クランプは中心クランプに合体する。このような衛星クランプの形成と合体は約1000年周期(ファーストコアの音速伝播時間)で繰り返される。衛星クランプの質量(1-2)×10^2太陽質量は最小Jeans質量程度である。中心クランプは、衛星クランプとの合体によって質量と角運動量を降着する。このシミュレーションでは、中心クランプの質量は0.116太陽質量まで成長した。本研究は、(1)連星系形成のシナリオにおいて、クランプが合体と形成を繰り返すので、クランプの進化を長時間追跡することは重要であり、(2)単独星形成のシナリオにおいても、中心星への質量降着は周期的に変動し、大変激しい現象であることを示唆している。