Star formation Process during main accretion phase

主吸积阶段的恒星形成过程

基本信息

批准号：
21K03617
负责人：
町田正博
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

星形成の初期条件である分子雲コアから計算を始めて、原始星が形成し、原始星周囲に星周円盤が形成する段階までの大規模シミュレーションを行った。近年ALMA望遠鏡の観測によって、星形成初期段階で星周円盤が形成と進化する時期にダスト濃縮が起こり惑星が誕生する可能性が指摘されている。この研究では、従来のオイラー法で磁気流体力学計算を行う数値コードを拡張し、ダスト粒子をラグランジュ的に計算する手法を開発して多層格子法の計算コードに実装し、分子雲コアの収縮と進化の過程を計算した。その結果、星周円盤が出来るまではダストとガスの運動量交換は効率的であり、ダストはガスとよく結合していることが分かった。円盤中ではガス密度が高くなるため、ダストとガスの結合が十分でなくなりダストは中心星に落下していく。しかし、赤道面方向から円盤に侵入したダスト粒子は内側で円盤落下するガスやダストから角運動量を受け取ることよって、円盤外縁に留まることが分かった。円盤外縁でのダスト成長のタイムスケールを見積もって見たところ星形成の非常に若い段階でダストの成長が始まり、成長したダストは中心に移動、または中心星に落下しないことが分かった。この結果は、星形成初期に円盤外縁でダストが滞留し成長することを示唆している。また、より成長が進んだ場合には、微惑星、または惑星に進化すると考えられる。この領域で誕生した微惑星は惑星質量に進化するとType I型惑星移住によって中心星近傍に移動すると考えらえる。結果、我々の計算は円盤外縁で最初に惑星が形成することを意味している。

我们从恒星形成的初始条件分子云核心开始计算，一直到原恒星形成以及在原恒星周围形成星周盘的阶段进行了大规模模拟。近年来，ALMA望远镜的观测指出，行星可能是由于恒星形成早期阶段，即星周盘形成和演化过程中尘埃浓缩而诞生的。在这项研究中，我们扩展了使用欧拉方法进行磁流体动力学计算的常规数值代码，开发了尘埃颗粒的拉格朗日计算方法，并将其实现在多层晶格法计算代码中，以计算分子云核心的收缩演化。过程进行了计算。结果发现，尘埃和气体之间的动量交换在星周盘形成之前是有效的，并且尘埃与气体耦合良好。随着盘中气体密度的增加，尘埃和气体之间的结合变得不足，尘埃落向中心恒星。然而，人们发现，从赤道方向进入圆盘的尘埃颗粒，通过接收落入圆盘内部的气体和尘埃的角动量，保留在圆盘的外边缘。通过估计盘外缘尘埃生长的时间尺度，我们发现尘埃生长在恒星形成的非常年轻的阶段就开始了，并且生长的尘埃不会迁移到中心或落到中心恒星。这一结果表明，在恒星形成的早期阶段，尘埃在圆盘的外边缘积聚并生长。此外，如果生长进一步进行，人们认为它将进化成星子或行星。当该区域诞生的星子演化成行星质量时，它们被认为通过I型行星迁移迁移到中心恒星附近。因此，我们的计算表明行星首先在圆盘的外边缘形成。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Exponentially Amplified Magnetic Field Eliminates Disk Fragmentation around Population III Protostars

指数放大的磁场消除了第三族原恒星周围的盘碎片

DOI：
10.3847/2041-8213/ac85e0
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hirano Shingo;Machida Masahiro N.
通讯作者：
Machida Masahiro N.

Dust motion and possibility of dust growth in a growing circumstellar disk

尘埃运动和不断增长的星周盘中尘埃生长的可能性

DOI：
10.1093/mnras/stac3503
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4.8
作者：
Koga Shunta;Machida Masahiro N
通讯作者：
Machida Masahiro N

ALMA Fragmented Source Catalog in Orion (FraSCO). I. Outflow Interaction within an Embedded Cluster in OMC-2/FIR 3, FIR 4, and FIR 5

Orion (FraSCO) 中的 ALMA 碎片源目录。

DOI：
10.3847/1538-4357/aca7c9
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sato Asako;Takahashi Satoko;Ishii Shun;Ho Paul T. P.;Machida Masahiro N.;Carpenter John;A. Zapata Luis;Teixeira Paula Stella;Suri sumeyye
通讯作者：
Suri sumeyye

Synthetic Polarization Maps of an Outflow Zone from Magnetohydrodynamic Simulations

磁流体动力学模拟流出区的合成极化图

DOI：
10.3847/1538-4357/ac7c0f
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Bino Gianfranco;Basu Shantanu;Machida Masahiro N.;Tritsis Aris;Sharkawi Mahmoud;Kadam Kundan;Das Indrani
通讯作者：
Das Indrani

Synthetic Polarization Maps of an Outflow Zone from Magnetohydrodynamic Simulations

磁流体动力学模拟流出区的合成极化图

DOI：
10.3847/1538-4357/ac7c0f
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Bino Gianfranco;Basu Shantanu;Machida Masahiro N.;Tritsis Aris;Sharkawi Mahmoud;Kadam Kundan;Das Indrani
通讯作者：
Das Indrani