乱流と磁場を持つ分子雲コアの収縮および衝突における連星の形成条件と回転構造の解明

阐明分子云核在湍流和磁场的收缩和碰撞中双星的形成条件和旋转结构

• 批准号: 22KJ2528
• 负责人: 高石 大輔
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2528/
• 关键词: 連星形成; 原始惑星系円盤; 単極アウトフロー; 磁場; 乱流; 磁気流体力学; 数値シミュレーション; 連星形成; 原始惑星系円盤; 単極アウトフロー; 磁場; 乱流; 磁気流体力学; 数値シミュレーション

近年の銀河系内の観測から、太陽質量程度の若い星の半数以上は連星であることが明らかになっている。そのため、太陽のような単一星の形成進化過程のみならず、連星の形成進化過程を理解することは星形成過程の理解にとって非常に重要である。本研究の目的は、近年の観測が示す現実的な星形成環境で連星の形成条件および連星の回転構造の時間進化を解明することである。本年度は、前年度に準備したコードや初期条件を用いて、乱流と磁場を持つ分子雲コア同士の収縮・衝突過程を3次元非理想磁気流体シミュレーションを用いて長時間計算した。特に分子雲コアの熱エネルギーと重力エネルギーの違いによって質量降着率が変化し、形成する連星や多重星のパラメータが大きく変化することが分かった。現在これらの結果を詳細に解析し論文にまとめている。一方で、本研究では、分子雲コア同士の衝突過程に移る前段階の分子雲コア収縮過程における分裂や単極アウトフローなどの予期せぬ興味深い現象をいくつか発見している。単極アウトフローは、近年の星形成領域の観測で実際に発見されている。そのため、本研究での単極アウトフロー駆動現象の発見は観測結果を説明しうる重要な発見である。また、駆動するアウトフロー形状によって分子雲コアの衝突過程の様子が大きく変わる可能性もある。そのため、磁場強度や乱流強度への依存性と非理想磁気流体力学効果の影響を検証するための追加計算を行い、その駆動条件を詳細に調べた。その結果、単極/双極アウトフローの駆動条件は分子雲コアのアルフヴェンマッハ数に強く依存することが分かった。来年度は連星や多重星の形成進化過程において単極アウトフローが駆動する条件も明らかにする。また、本年度は上述した計算に加えて、分子雲コアにおける宇宙線強度とダスト量が原始惑星系円盤の初期進化段階に与える影響を調べるために行った共同研究の成果が査読論文として受理された。

银河系中的最新观察结果表明，超过一半的年轻恒星（大约是太阳能质量的水平）是二元恒星。因此，不仅了解单恒星（如太阳）的形成和进化过程，而且了解二进制恒星的形成和进化过程对于理解恒星形成的形成和进化过程至关重要。这项研究的目的是阐明二进制恒星的形成条件以及在近期观察结果所示的逼真的恒星形成环境中二元恒星旋转结构的时间演变。今年，我们使用上一年制备的代码和初始条件来计算具有湍流和磁场的分子云芯之间的收缩和碰撞过程，并使用3D非理想的磁磁模拟长期使用。特别是，发现质量积聚率会根据分子云芯的热能和重力能量之间的差异以及形成形成的二进制和多结构的参数发生了很大变化。这些结果目前正在详细分析，并在论文中进行了总结。另一方面，这项研究发现了一些意外且有趣的现象，例如分子云核心收缩过程中的分裂和单极流出，然后再继续进行分子云核之间的碰撞过程。实际上在恒星形成区域的最近观察结果中发现了单极流出。因此，在这项研究中发现单极流出驱动的现象是一个重要发现，可以解释观察结果。此外，分子云芯的碰撞过程可能会根据驱动的流出形状而发生巨大变化。因此，进行了其他计算以验证对磁场强度和湍流强度的依赖性以及非理想的磁性流血动力效应的影响，并详细检查了驱动条件。结果，发现单极/双极流出的驱动条件很大程度上取决于分子云芯的Alfvenmach数量。明年，我们还将阐明在二进制恒星和多个恒星的形成和演变过程中驱动单极流出的条件。除了上述计算外，今年进行的联合研究的结果是，研究了分子云芯中宇宙射线强度和尘埃含量对原球门磁盘初始进化阶段的影响，被接受为PEER经过评估的论文。