分子雲の電離度パラドックスの解明に基づく星形成史と宇宙線エネルギー収支の研究

基于分子云电离悖论的恒星形成历史与宇宙线能量平衡研究

基本信息

批准号：
20J01086
负责人：
霜田治朗
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

天の川銀河では宇宙の始まりから現在までの138億年の間に，　~1 太陽質量/年で定常的な星形成が続いてきたことが，　観測から推定されている．　一方で，　星の材料であるガスは，　星形成現場である銀河円盤には~10^9 太陽質量程度しかなく，　単純には星形成を約10億年しか続けることが出来ない．　なぜ銀河は宇宙年齢の間，　定常的に星形成を続けられたのか？材料となるガスはどこから来たのか？が分かっていないため，　天の川銀河の進化を説明することが出来ていない．　当該年度では，　前年度に引き続き，　この「星形成率の持続の困難」を説明しうる銀河進化モデルを提唱し，　特に他分野の理論・観測の両方から頂いた様々なコメントをモデルに反映させた．　大きな改善点としては，　宇宙論的なバリオン降着率に関する取り扱いと，　形成された恒星が時間進化する銀河円盤の重力ポテンシャルに従って運動する効果を取り扱った２点が挙げられる．　また，　並行して銀河進化モデルを構築する上で最も重要な「X線帯域で輝く希薄ガス（温度が天の川銀河の重力ポテンシャルで決まるビリアル温度と同程度以上になる）」の存在を将来の観測で検出するため，　日本の新X線衛星計画に参加し，　この研究を含めた衛星の学術的価値と対応した工学デザインについて議論を重ねている．　X線観測は，　現在並行して着手している超新星残骸衝撃波での宇宙線加速効率の制限に関する理論研究や，　加速された宇宙線が星間媒質のガスの一部を加熱するなどの影響を調べる上でも重要な役割を果たす．

据观测估计，自宇宙诞生以来的 138 亿年里，银河系中恒星的稳定形成一直以每年约 1 个太阳质量的速度持续进行。另一方面，作为恒星物质的气体在银河盘中大约只有~10^9个太阳质量，银河盘是恒星形成的场所，恒星形成只能持续大约10亿年。为什么星系能够在整个宇宙时代持续稳定地形成恒星？原料气体从哪里来？因为我们不知道正在发生什么，所以我们无法解释银河系的演化。在本财年，继上一年的基础上，我们提出了一个星系演化模型，可以解释这种“维持恒星形成速度的困难”，特别是在模型中反映了来自其他领域的理论和观测的各种评论。塔。两项主要改进包括宇宙学重子吸积率的处理以及形成的恒星根据时间演化的银盘的引力势运动的影响。与此同时，我们将在未来对“在X射线波段发光的稀气体（其温度相当于或高于由银河系引力势确定的维里温度）”的存在进行观测，该气体是我们正在参与日本新的X射线卫星项目来探测这种现象，并且正在反复讨论卫星的学术价值，包括这项研究，以及相应的工程设计。目前X射线观测与超新星遗迹激波中宇宙射线加速效率极限的理论研究同时进行，对加速宇宙射线加热星际介质中部分气体的影响也发挥着重要作用。在研究中的作用。