大規模データアーカイブに立脚した多変数星形成則の構築

基于大规模数据档案的多元恒星形成规则构建

基本信息

批准号：
20K04015
负责人：
小麥真也
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kogakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究計画では星形成の母体となる分子雲をとりまく様々な環境を定量化し、それらの指標と星形成の活動性に関して多変量解析を行うことで星間物質の循環を１つの平衡状態と捉えることを目的としている。これまでの研究を通して星形成率を主に律速しているのはダスト、分子ガス、星密度（輻射場）であることがわかってきている。輻射場の指標として星密度が利用できるのは、分子雲環境の輻射が星の熱輻射によるものであるという前提に立つが、2021-2022年度に行った研究を通して、強力な活動銀河核が存在する銀河では母銀河内の活動核から遠く離れた領域においても銀河核からの直接的な輻射がガスを電離し、環境に大きな影響を及ぼしている場合があることがわかった。クェーサー3C273の母銀河では中性水素及び分子ガスの形成が銀河全体で抑制され、結果として星形成を抑制している可能性が高い。活動銀河核の存在する銀河で中心核の近傍ではこのようなことが起きることは知られていたが、中心核から数10kpc離れた領域でもガスが電離されていることが電波観測を通して発見されたのはこれがはじめてである。分子ガスの指標としては従来から利用されている一酸化炭素輝線を観測しているが、金属量の低い環境では一酸化炭素輝線強度から分子ガス量への変換係数が大きくなる可能性がある。これは、通常は星間物質に吸収されてしまう紫外光が低金属量環境においては分子雲内部まで浸透してしまい、一酸化炭素分子を破壊するためであると考えられている。本研究では幅広い環境において統一的に星形成を説明できる定式化を目指しているため、一酸化炭素から分子ガスへの変換係数を低金属量環境でも校正する必要がある。太陽系近傍の1/20程度の金属量において一酸化炭素を検出した例はこれまで２例しかないが、本研究では３例目となる銀河DDO154の一酸化炭素について現在論文投稿中である。

在这个研究项目中，我们将量化作为恒星形成主体的分子云周围的各种环境，并对这些指标和恒星形成活动进行多元分析，从而将星际介质的循环理解为平衡状态。目的是通过迄今为止的研究发现，控制恒星形成速率的主要因素是尘埃、分子气体和恒星密度（辐射场）。之所以可以用恒星密度作为辐射场的指标，是基于这样的假设：分子云环境中的辐射是由于恒星的热辐射造成的，但通过2021-2022年进行的研究，我们发现存在研究发现，即使在远离主星系活动核的区域，来自星系核的直接辐射也会使气体电离，并对环境产生重大影响。在类星体3C273的宿主星系中，整个星系中中性氢和分子气体的形成受到抑制，这很可能抑制了恒星的形成。众所周知，这种现象发生在具有活跃星系核的星系核心附近，但通过射电观测发现，即使在距核心数十kpc的区域，气体也会被电离，这还是第一次。观察一氧化碳排放线，传统上将其用作分子气体的指标，但在金属含量较低的环境中，从一氧化碳排放线强度到分子气体含量的转换系数可能会变大。这被认为是因为通常被星际介质吸收的紫外线深入低金属环境中的分子云并破坏一氧化碳分子。在这项研究中，我们的目标是开发一种能够统一解释各种环境中恒星形成的公式，因此即使在低金属环境中也有必要校准从一氧化碳到分子气体的转换系数。迄今为止，只有两个案例检测到一氧化碳的金属含量约为太阳系的1/20，但该研究目前正在提交关于第三个案例的论文，即星系DDO154中的一氧化碳。