分子雲の分裂・収縮と階層構造の形成の研究

分子云的分裂、收缩和层次结构形成的研究

基本信息

批准号：
05640308
负责人：
花輪知幸
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

分子雲の多くはフィラメント状に細長く、その内部にさらに密度の高いクランプやコアを抱えている。そして若い星の多くはコアから生まれる。この分子雲-クランプ-コア-星という階層構造は、分子雲が重力収縮が重力収縮しながら分裂することによって形成されると考えられる。本研究では階層構造の形成過程を理論的に明らかにするために、細長いフィラメント状の分子雲の形成とその自己重力不安定性による分裂・収縮を数値シミュレーションにより調べた。以下に得られた主な成果をまとめる。(1)フィラメント状の分子雲は自己重力不安定性のために、その直径の数倍の間隔で分裂する。(2)磁場や回転がない場合、分裂によってできた高密度ガス雲は単一の球対称なコアとなり、より小さな階層の天体は形成されない。(3)軸に平行な磁場がある場合、分裂によってできた高密度ガス雲は薄い円盤状になる。この円盤状のガス雲は厚み方向に静水圧平衡を保ちながら、その半径を縮めていく。(4)円盤状ガス雲の収縮過程をよく近似する自己相似解を見いだし、その安定性を議論した。予備的な解析によれば、円盤状ガス雲は方位角方向の分裂に対して不安定で、より小さな質量の天体(階層構造)の形成が予想される。(5)フィラメント状の分子雲が軸を中心に回転している場合、回転する薄いガス円盤が分裂によって形成される。この円盤の進化を軸対称を仮定した2次元数値シミュレーションで追跡し、円盤のrunway collapseする中心核、自己重力不安定性によって形成される円環、それらをつつむ外周に分かれること(階層構造の形成)を見いだした。(6)磁場と回転は重力収縮過程での階層構造の形成にとって重要な役割を果たす。

大多数分子云都是细长的、呈丝状，内部有更密集的团块或核心。而很多年轻的明星都是从核心诞生的。这种分子云-夹子-核心-星的分层结构被认为是当分子云在引力收缩时分裂时形成的。在本研究中，为了从理论上阐明分级结构的形成过程，我们利用数值模拟研究了细长丝状分子云的形成及其由于自引力不稳定性而导致的分裂和收缩。获得的主要结果总结如下。 (1)由于自引力不稳定性，丝状分子云以几倍于其直径的间隔破裂。 (2) 在没有磁场或旋转的情况下，破碎产生的致密气体云变成单个球形对称核心，并且不会形成较小的物体层。 (3) 在存在平行于轴的磁场的情况下，分裂产生的致密气体云形成薄盘。该盘状气体云的半径缩小，同时在厚度方向上保持流体静力平衡。 (4)我们找到了一种非常接近盘状气体云收缩过程的自相似解，并讨论了其稳定性。初步分析表明，盘状气体云对方位碎裂不稳定，预计会形成较小质量的物体（分层结构）。 (5)当丝状分子云绕其轴旋转时，通过碎裂形成薄的旋转气盘。我们使用假设轴对称的二维数值模拟来跟踪这个圆盘的演化，发现它分为一个中心核心，其中圆盘跑道塌陷，一个由自引力不稳定形成的环，以及一个围绕它们的外围（形成我发现了它的层次结构。 (6) 磁场和旋转对于引力收缩过程中分级结构的形成起着重要作用。