原始ガスの熱的・力学的進化と銀河形成期の星形成

我々は銀河の形成過程を調べるためにその第一段階として、重元素を含まない原始ガスの熱的・力学的進化の研究を行っている。原始銀河雲の進化を追うためには、化学進化と輻射輸送を合わせた熱的過程および力学的過程を同時に解くことが必要である。我々は原始ガスの最終的な分裂片の質量分布に対して、チャンドラセカ-ルの限界質量と呼ばれる物理定数のみによって決まる質量が最小質量を与えることを示した。このことは理想的に進化した原始銀河雲では、ほぼ太陽質量程度の恒星が主に形成されることを示唆する。この結果は、原始組成の星を観測できない理由を説明するばかりでなく、我々が示唆した、白色矮星の系としてMACHOハロ-が形成され、質量放出によって供給されたガスによって銀河円盤が形成されたとする銀河形成のシナリオと適合する。また我々が示した重力レンズの観測を説明するために必要なMACHOハロ-の最低質量もこのシナリオと矛盾しない。(雑誌論文)そうして形成された太陽質量程度の分裂片が収縮して星になる過程についても研究中である。分裂片は冷却時間が自由落下時間に比べて長いときには、力学的平衡状態になり、冷却に伴って準静的に収縮することが予想される。我々は分裂片が準静的収縮を行うための条件を求め、その場合の進化を調べた。しかし大半の場合には分裂片は力学的平衡状態にはならず、動的に収縮することがわかった。これは、低温の原始組成ガスの冷却は主として水素分子の輝線によるため、光学的に厚くなっても温度勾配の効果で線幅が広がり冷却効率がなかなか落ちないためである。また、原始銀河雲の進化過程における衝撃波の影響について研究を行い、星形成過程に対する影響を示し、矮小銀河の形成過程を調べた。これらの研究については論文準備中である。

我々は銀河の形成過程を調べるためにその第一段階として、重元素を含まない原始ガスの熱的・力学的進化の研究を行っている。原始銀河雲の進化を追うためには、化学進化と輻射輸送を合わせた熱的過程および力学的過程を同時に解くことが必要である。我々は原始ガスの最終的な分裂片の質量分布に対して、チャンドラセカ-ルの限界質量と呼ばれる物理定数のみによって決まる質量が最小質量を与えることを示した。このことは理想的に進化した原始銀河雲では、ほぼ太陽質量程度の恒星が主に形成されることを示唆する。この結果は、原始組成の星を観測できない理由を説明するばかりでなく、我々が示唆した、白色矮星の系としてMACHOハロ-が形成され、質量放出によって供給されたガスによって銀河円盤が形成されたとする銀河形成のシナリオと適合する。また我々が示した重力レンズの観測を説明するために必要なMACHOハロ-の最低質量もこのシナリオと矛盾しない。(雑誌論文)そうして形成された太陽質量程度の分裂片が収縮して星になる過程についても研究中である。分裂片は冷却時間が自由落下時間に比べて長いときには、力学的平衡状態になり、冷却に伴って準静的に収縮することが予想される。我々は分裂片が準静的収縮を行うための条件を求め、その場合の進化を調べた。しかし大半の場合には分裂片は力学的平衡状態にはならず、動的に収縮することがわかった。これは、低温の原始組成ガスの冷却は主として水素分子の輝線によるため、光学的に厚くなっても温度勾配の効果で線幅が広がり冷却効率がなかなか落ちないためである。また、原始銀河雲の進化過程における衝撃波の影響について研究を行い、星形成過程に対する影響を示し、矮小銀河の形成過程を調べた。これらの研究については論文準備中である。