衝撃波圧縮領域の安定性解析による誘発的星形成の解明

本研究では、有力な星形成メカニズムである誘発的星形成過程について、線形解析と三次元数値シミュレーションを駆使して、詳細に調べた。この星形成メカニズムは、衝撃波を通してのガスの流入により、本質的に時間発展を伴うために、今まで、粗い近似をした線形解析しかなかった。本研究では、衝撃波の時間発展を考慮に入れた線形解析を行うための独自の手法を確立し、厳密な線形解析を行った。また、誘発的星形成の研究では、多次元数値シミュレーションが非常に有効であるが、これまでは、高密度シェルを適切に分解した計算はなされていなかった。本研究では、数値計算手法として粒子法であるSmoothed Particle Hydrodynamicsを採用した。また、計算量を劇的に減らす独自の手法を確立し、初めてシェルを分解した計算を行った。その結果、シェルは、以前の見積もりよりも早い時間で重力不安定となり、分裂することが分かった。これには、本研究で行った厳密な線形解析の結果見つけた、重力不安定性の新しいモードが深く関係していることが分かった。近年の観測技術の進展により、誘発的星形成が起こっているとみられる領域が多く見つかってきている。従って、観測との比較に耐えうる理論の構築が最重要課題となっているが、その煩雑さのために、誘発的星形成の理論的研究を行っている研究者は世界的に見て少ない。従って、本研究は、理論、観測両面において重要な寄与をする。

本研究では、有力な星形成メカニズムである誘発的星形成過程について、線形解析と三次元数値シミュレーションを駆使して、詳細に調べた。この星形成メカニズムは、衝撃波を通してのガスの流入により、本質的に時間発展を伴うために、今まで、粗い近似をした線形解析しかなかった。本研究では、衝撃波の時間発展を考慮に入れた線形解析を行うための独自の手法を確立し、厳密な線形解析を行った。また、誘発的星形成の研究では、多次元数値シミュレーションが非常に有効であるが、これまでは、高密度シェルを適切に分解した計算はなされていなかった。本研究では、数値計算手法として粒子法であるSmoothed Particle Hydrodynamicsを採用した。また、計算量を劇的に減らす独自の手法を確立し、初めてシェルを分解した計算を行った。その結果、シェルは、以前の見積もりよりも早い時間で重力不安定となり、分裂することが分かった。これには、本研究で行った厳密な線形解析の結果見つけた、重力不安定性の新しいモードが深く関係していることが分かった。近年の観測技術の進展により、誘発的星形成が起こっているとみられる領域が多く見つかってきている。従って、観測との比較に耐えうる理論の構築が最重要課題となっているが、その煩雑さのために、誘発的星形成の理論的研究を行っている研究者は世界的に見て少ない。従って、本研究は、理論、観測両面において重要な寄与をする。