大質量星形成 : 輻射圧を克服する質量降着メカニズムの解明

大质量恒星的形成：阐明克服辐射压力的质量吸积机制

基本信息

批准号：
09J57031
负责人：
田中圭
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J57031/
关键词：
大質量星形成理論天文学輻射流体力学計算

项目摘要

宇宙には太陽よりも遥かに重たい恒星「大質量星」が存在する。大質量星は光による強力なエネルギー放出や超新星爆発によって周りの宇宙空間の進化へ多大な影響を与える非常に重要な天体である。しかし、その重要な大質量星の形成過程には多くの謎がまだ残っている。大質量星形成過程を明らかにすることは天文学における最も重要な課題のひとつと言える。私は大質量星形成過程を明らかにするため「輻射フィードバック」に関して理論的な研究を進めた。これまでの大質量星形成に関する理論研究は、広い形成領域に注目したグローバル計算が盛んに行われてきた(Krumholz et al. 2009, Kuiper et al. 2010等)。これらの弱点として「空間解像度が低い」ことが上げられる。そこで本研究では空間解像度の高いローカル計算によって物理過程を解明することをアドバンテージとしている。特に2つの輻射フィードバック過程について研究を行った。まず1つ目のフィードバックとして「輻射圧」に関する論文を投稿論文にまとめ掲載した(Tanaka & Nakamoto 2011)。これまで大質量星形成を阻害すると考えられていた輻射圧は、降着円盤の自己遮蔽効果によって克服され、大質量星形成は阻害されないということを明らかにした。次に2つ目の「光電離」という現象に関して研究を進めている。これまで注目されていなかったフィードバック現象であるが、私の数値計算によって大質量星の形成を十分に阻害する能力があることが分かってきた。現在、この内容に関して投稿論文にまとめている。また現在は私がこれまでに構築した理論モデルを観測的に検証するため、Jonathan C. Tan准教授(フロリダ大学)のグループと協力して観測比較用のモデル構築・計算を初めている。さらに私の理論モデルは、ビックバン後の宇宙で最初に誕生した初代星の形成過程の解明にも応用可能ことが分かってきた。そこで大向一行准教授(京都大学)、細川隆史博士(ジェット推進研究所)と協力し、宇宙初期から現代にいたる星形成を理解するための一般的なモデルの構築の体勢を整えている。

在宇宙中，有比太阳重得多的“巨大恒星”。巨大的恒星是极其重要的天体，通过从光和超新星爆炸中释放强大的能量释放，对周围空间的演变产生了巨大影响。但是，许多谜团仍在形成这一重要的巨大恒星的过程中。阐明大型恒星形成过程是天文学中最重要的问题之一。我对“辐射反馈”进行了理论研究，以阐明大规模恒星形成的过程。以前关于大型恒星形成的理论研究已经进行了广泛的全球计算，重点是更广泛的形成区域（Krumholz等，2009，Kuiper等人，2010年，等等）。这些弱点之一是空间分辨率低。因此，这项研究通过具有高空间分辨率的局部计算来阐明物理过程的优势。特别是研究了两个辐射反馈过程。首先，作为第一个反馈，将有关“辐射压力”的论文汇编成提交的论文中（Tanaka＆Nakamoto 2011）。有人发现，以前被认为抑制巨大恒星形成的辐射压力通过积聚盘的自屏障效应克服，并且不抑制巨大的恒星形成。接下来，我们正在对第二种现象进行研究，称为“摄影”。直到现在，这种反馈现象还没有引起人们的注意，但是通过我的数值计算，我发现它具有充分抑制大物质恒星的形成的能力。目前正在提交的论文中汇总此内容。此外，我目前正在与佛罗里达大学副教授乔纳森·C·坦（Jonathan C. Tan（University of Florida））合作，以观察到迄今为止我已经构建的理论模型，现在我正在研究观察性比较模型的构建和计算。此外，我已经意识到，我的理论模型可以应用于大爆炸后首次出生在宇宙中的第一颗恒星的形成过程。在这项工作中，他与副教授Omukai Kazuyuki（京都大学）和Hosokawa Takashi博士（喷气推进研究所）合作，建立了一个立场，以建立一个通用模型，以了解从宇宙早期到今天的恒星形成。