動的収縮過程にある円盤の構造と進化

动态收缩过程中圆盘的结构和演化

基本信息

批准号：
08640327
负责人：
花輪知幸
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08640327/
关键词：
星形成自己重力ガス円盤数値シミュレーション相似解回転

项目摘要

多くの若い星の周りにはガス円盤が存在する。これらのガス円盤はガス雲が自己重力によって収縮して星となる過程で生まれ、惑星系に進化すると考えられる。本研究課題ではガス雲の重力収縮によって動的にガス円盤が形成される過程を理論的に調べ、以下の成果を得た。1.ガス雲が初期に軸対称である場合、ガス円盤の密度・速度分布は主に構成するガスの音速によって決まる。形成されるガス円盤の構造は、母体となるガス雲の質量や角運動量にはほとんど依存しない。中心星が形成される瞬間に、回転速度は空間的にほぼ一定の値になる。その後、中心星は質量降着により増大し、回転速度も中心星の近傍で大きくなる。中心星とガス円盤の合計の質量は(音速の3乗に比例する)一定の割合で増加する。2.ガス円盤に非軸対称ゆらぎが存在すると、ガス円盤は棒状の構造に変化しやすい。短軸と長軸の長さが異なるガス円盤は、重力収縮するにつれて軸比が1から大きくずれ、しまいには細長い棒状になることを確かめた。またガス円盤に細かい密度ゆらぎがあっても、それらは成長しないことも確かめた。3.初期にガス雲が球状である場合にも、初期にガス雲がわずかな角運動量を持っていれば、終いにはガス雲になることを示した。4.回転も磁場もない内場合、ガス雲の収縮はLarson-Penston解と呼ばれる相似解に収束することを安定性解析の方法によって示した。ガス雲の収縮の様子が相似解でよく近似できることは、これまで数値シミュレーションによる経験則でしかなかった。今回の解析結果によりガス雲の収縮を相似解を用いて理解することの正当性が明らかになった。

许多年轻恒星周围都有气盘。这些气盘被认为是当气体云在自身重力作用下收缩并成为恒星，然后演化为行星系统时形成的。在本研究项目中，我们从理论上研究了气体云的重力收缩动态形成气盘的过程，并获得了以下结果。 1. 如果气体云最初是轴对称的，则气盘的密度和速度分布主要由组成气体的声速决定。所形成的气盘的结构几乎与母气云的质量和角动量无关。当中心恒星形成时，它的旋转速度在太空中几乎保持恒定。之后，中心恒星由于质量吸积而质量增加，并且在中心恒星附近旋转速度增加。中心恒星和气盘的总质量以恒定速率增加（与声速的立方成正比）。 2、当气盘存在非轴对称涨落时，气盘趋于转变为棒状结构。经证实，短轴和长轴长度不同的气盘受到重力收缩，导致轴比大大偏离1，最终变成一根又长又细的棒。他们还证实，即使气盘中存在微小的密度波动，它们也不会生长。 3.我们证明，即使气体云最初是球形的，如果它有少量的角动量，它最终也会变成气体云。 4. 我们通过稳定性分析表明，在没有旋转和磁场的情况下，气体云的收缩收敛到一个类似的解，称为拉森-彭斯顿解。到目前为止，气体云收缩状态可以通过类似解很好地近似这一事实只是基于数值模拟的经验规则。该分析的结果阐明了使用类似解决方案理解气体云收缩的有效性。