星形成領域の分子雲コアの分裂,進化の理論的研究

恒星形成区分子云核分裂与演化的理论研究

基本信息

批准号：
06209201
负责人：
花見仁史
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06209201/
关键词：
自己動乱流分子雲星形成高精度TVD法

项目摘要

分子雲コアの間欠性の起源にせまるために、解析的手法と数値シミュレーションの両面から分子雲を自己重力乱流系としてモデル化して、その構造、動力学の進化を追った。これまでの研究で自己重力乱流系は圧力の効果が無視できる場合は3次元バ-ガス乱流系で近似できる事が分かった。従って、まず、解析的アプローチとして、この3次元バ-ガス乱流系の統計理論を立て、その間欠性の定量化を行った。基本的定式化に基づいた基本的結果をまとめている。さらに、数値シミュレーションのアプローチとしては、すでに3次元自己重力圧縮性流体TVDコードを開発した。これを用いて直接的にこの自己重力乱流系を調べた。このとき、上述した解析モデルとの比較をするためには、同じガウス分布に従う初期条件を設定しなければならない。同時に、重力不安定性による構造形成、つまりコア形成が伴うので、数値シミュレーションでは計算領域の中心で最も顕緒なコアが形成する様に制限された初期データを設定する必要がある。このために、任意のパワースペクトルのもとでの制限条件つき3次元ガウス揺らぎのデータを生成させるプログラムを開発した。これは、分子動力学などの焼きなまし法と酷似しているものである。この初期データから計算実行し、間欠的微細構造の形成、発展を追うための5次精度TVDスキームを開発した。また、現在、スーパーコンピュータを用いても、100^3、または200^3程度の格子数が限界である。この限界を超えるため、並列処理の模索は必須である。従って、我々のコードの並列化も進めた。この自己重力乱流系のモデルでの構造の進化をおさえておくことにより、最近、観測の蓄積からも裏づけられてきた化学進化と比較することが可能な段階に近付いた。それによりどこまでこの単純なモデル系でコア形成などの分子雲の記述ができるかを評価できるようになった。このモデル系は星の活動性などの不確定の多い部分を除いた単純化された系であるが、自己重力、非線形性を含んているので、大局的モデルとして分子雲の性質を反映していることが明らかになった。

为了更接近分子云核的间歇性质的起源，我们将分子云建模为来自分析方法和数值模拟的自我湍流系统，并遵循其结构和动力学的演变。先前的研究表明，如果压力的影响可以忽略不计，则可以近似3D Baggas湍流系统。因此，作为一种分析方法，我们首先提出了该三维BAGGAS湍流系统的统计理论，并量化了其间歇性。本文根据基本公式总结了基本结果。此外，作为进行数值模拟的方法，我们已经开发了3D自助性可压缩流体TVD代码。这用于直接研究这种自我湍流系统。目前，为了与上述分析模型进行比较，必须根据相同的高斯分布设置初始条件。同时，由于由于重力不稳定性而导致的结构形成，即核心形成，并附有数值模拟，因此必须设置限制初始数据，以便在计算区域的中心形成最突出的核心。为此，已经开发了一个程序来生成在任何功率谱系下具有限制条件的3D高斯波动的数据。这与退火方法（例如分子动力学）非常相似。我们已经开发了一个五阶Precision TVD方案，可以从此初始数据中进行计算，并跟踪间歇性微结构的形成和开发。此外，即使使用超级计算机，晶格的数量也仅限于100^3或200^3。要超过此限制，探索并行处理至关重要。因此，我们还进行了代码的并行化。通过在这种自我实力湍流模型中保持结构的演变，我们进入了一个阶段，可以将其与最近观察结果积累所支持的化学演化进行比较。这使我们能够评估这个简单的模型系统可以描述分子云（例如核心形成）多远。该模型系统是一个简化的系统，它排除了具有很大程度的不确定性的部分，例如恒星活动，但是由于它包含自我重度和非线性，因此已经揭示了它反映了分子云作为全局模型的特性。