自転・磁場をとりいれた原始星の降着進化シミュレーション

结合旋转和磁场的原恒星吸积演化模拟

基本信息

批准号：
18J01296
负责人：
平野信吾
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01296/
关键词：
宇宙物理数値シミュレーション星形成磁気流体初期宇宙

项目摘要

第一世代星の形成過程における磁場の役割は、初期宇宙には極めて微弱な磁場しか存在しないため、影響を及ぼさないと無視されていた。近年、第一世代星の形成過程における磁場の増幅機構が指摘されており、十分な強さへと増幅された磁場は星形成ガス雲の角運動量輸送過程に影響することで、最終的に形成される第一世代星の質量・個数に変化させるという示唆がある。第一世代星の形成過程において増幅された磁場が星形成に及ぼす影響を調べるため、これまで調べられていなかった星形成降着段階を磁気流体シミュレーションにより調べた。今回は(1)通常の第一世代星の形成ガス雲、(2)超大質量第一世代星形成ガス雲、(3)大質量第二世代星形成ガス雲の3種類の星形成ガス雲を初期条件として設定した。シミュレーションの結果、宇宙初期の微弱な初期磁場は、星形成の早い段階で急激に増幅することが確認された。この強磁場はガス雲から角運動量を抜き取ることによって、原始星へのガス降着効率を高める。今回調べた3種類の星形成環境において、磁場が星形成過程において重要な役割を果たすことが確認できた。本研究成果の一部は既に論文にまとめて学会誌(The Astrophysical Journal)に投稿しており、現在査読中である。残りの結果の論文化作業は現在進めている。今年度は3本の論文を査読誌で発表した。論文[1]は前年度の研究内容をまとめたものである。論文[2-3]は本研究と関連した、宇宙論的シミュレーションの初期条件の生成手続きについて調べたものである。また国内6件・国外3件の研究発表を行った。その中でも、国内発表[3,5]・国外発表[1-3]において今年度の研究成果を報告した。さらに、前年度に受賞した研究内容の説明記事が、一般誌に掲載された。

磁场在第一代恒星形成中的作用被忽略了，因为没有效果，因为早期宇宙中只有极弱的磁场。近年来，已经指出了在第一代恒星形成过程中扩增磁场的机制，这表明磁场被放大至充分的强度会影响恒星形成气体云的角动量传输过程，并改变其最终形成的第一代恒星的质量和第一代恒星数量。为了研究放大磁场对第一代恒星形成期间恒星形成的影响，我们研究了磁模拟的恒星形成的先前未见阶段。这次，我们设置了三种类型的星形气体云：（1）正常的第一代恒星形成气云，（2）超质量的第一代恒星形成气云，以及（3）大质量的第二代星形形成气云作为初始条件。模拟证实，早期宇宙中的弱初始磁场在恒星形成的早期就会迅速放大。通过从气云中提取角动量，这种强磁场可提高气体吸收效率。已经证实，在这次研究的三种类型的恒星形成环境中，磁场在恒星形成过程中起着重要作用。这项研究的一些结果已经被编译成论文并提交了天体物理学期刊，目前正在审查中。目前正在进行文化工作的剩余结果。今年，在同行评审期刊上发表了三篇论文。该论文[1]总结了上一年的研究内容。本文[2-3]研究了与本研究有关的宇宙学模拟初始条件的程序。他还在日本和三个海外提出了六个研究项目。其中，我们报道了今年的研究结果[3,5]和国际介绍[1-3]。此外，一篇解释了上一年授予的研究内容的文章发表在一本通用期刊上。