星形成コアの化学組成進化に関する理論的および観測的研究

恒星形成核心化学成分演化的理论和观测研究

基本信息

批准号：
13011203
负责人：
相川祐理
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13011203/
关键词：
星形成星間化学電波天文学赤外線天文学

项目摘要

星は分子雲コアの重力収縮によって生まれる。近年分子雲コアの詳細な輝線観測によって、分子の存在度比がコア内で空間的に不均一であることが分かってきた。分子輝線観測はコアの構造や星形成過程を探る主要な手段なので、各進化段階・物理状態におけるコアの分子組成分布を解明することに重要である。また分子組成分布はコアの動的進化の時間スケールと各分子の化学進化の時間スケールとの釣り合いで決まる。コアの動的進化時間については、磁場や向転の影響の有無によって様々な理論計算が今までに行われている。コア内の分子組成分布はコアの進化時間を探る有力なプローブとなる可能性がある。本研究では、気相での化学反応と星間ダスト表面での化学反応を考慮して分子雲コアでの化学反応ネットワークモデルを構築し、分子組成の空間分布を求めた。その結果、分子のダストへの吸着や気相反応による化学進化によって、L1544という分子雲コアで観測された組成分布をよく再現できた。コアの動的進化については、自由落下的なコアのほかに磁場等の影響でゆっくりと収縮するコアについても計算を行った。その結果、自由落下的に収縮するコアがL1544の分子組成を最もよく再現することがわかった。これらの結果は、以前我々の行ったダスト表面反応を考慮しないモデルての結果とほぼ同じである。本研究ではダスト表面反応を考慮したことによって、窒素系分子の存在度がより観測値に近づいただけでなく、メタノールや水の氷マントルが大量に形成された。これら氷マントルは原始星の誕生後に蒸発し、コアの組成に大きな影響を及ぼすと考えられる。本研究では、星形成コアの電波・赤外観測、および星周円盤(原始惑星系円盤)での化学組成分布の理論計算も行った。赤外観測では悪天候で一部しかデータが取れなかったので、今春引き続き観測を行う。円盤の化学組成については結果をまとめ、Astronomy ＆ Astrophysics誌に掲載される予定である。

恒星是通过分子云核心的引力收缩而诞生的。近年来，对分子云核心的详细发射线观测表明，核心内分子的丰度比在空间上不均匀。分子发射线观测是研究核心结构和恒星形成过程的主要手段，因此阐明核心在各个演化阶段和物理状态的分子组成分布具有重要意义。此外，分子组成分布由核心动态演化的时间尺度和每个分子化学演化的时间尺度之间的平衡决定。关于地核的动态演化时间，迄今为止，根据磁场和方向的影响的存在与否，已经进行了各种理论计算。核心内的分子组成分布可能是研究核心演化时间的有力探针。在本研究中，我们构建了分子云核心的化学反应网络模型，考虑了气相化学反应和星际尘埃表面的化学反应，并确定了分子组成的空间分布。结果，他们能够成功地重现在分子云核心 L1544 中观察到的成分分布，这是由分子吸附到尘埃上以及通过气相反应进行化学演化而引起的。关于核心的动态演化，我们不仅计算了自由落体的核心，还计算了由于磁场的影响而缓慢收缩的核心。结果表明，自由落体收缩的核心能够最好地再现 L1544 的分子组成。这些结果与我们之前没有考虑灰尘表面反应的模型的结果几乎相同。本研究通过考虑尘埃表面反应，不仅氮基分子的丰度更接近观测值，而且形成了大量的甲醇和水冰幔。这些冰冷的地幔在原恒星诞生后蒸发，被认为对核心的组成有重大影响。在这项研究中，我们对恒星形成核心进行了射电和红外观测，并对星周盘（原行星盘）中的化学成分分布进行了理论计算。由于天气恶劣，红外观测只能收集到一些数据，因此今年春天观测将继续进行。该团队将汇编有关该磁盘化学成分的结果，并将其发表在《天文学与天体物理学》杂志上。