フィラメント状分子雲同士の衝突に起因した誘発的星形成過程の理論的研究

丝状分子云碰撞诱发恒星形成过程的理论研究

• 批准号: 22KJ1424
• 负责人: 柏木 頼我
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1424/
• 关键词: 星形成; フィラメント状分子雲; 磁気流体力学; 数値シミュレーション

星はフィラメント状分子雲内部で形成されると考えられている。近年、そのフィラメント状分子雲同士の衝突に起因する星形成の観測例が報告されている。このフィラメント衝突過程を理解することは、衝突に由来する星形成の初期条件を知ることにつながる。そのため、本研究ではフィラメント衝突を再現した数値シュミレーションに取り組む。(1)今年度はフィラメント同士の正面衝突を再現した二次元磁気流体計算をおこなった。それにより衝突箇所の動径方向に対する重力不安定の条件とその進化の様子について調査した。初期条件は、同じ線質量の無限に長い2本の磁気静水圧平衡にあるフィラメントを平行に配置し、磁力線に沿って、相対速度が遷音速~超音速で正面衝突すると仮定した。その結果、初期フィラメントの合計線質量が磁気臨界線質量を上回っている場合、初期相対速度によらず衝突箇所が暴走的に収縮する。一方で、合計が臨界値未満の衝突の場合、初期相対速度によらず衝突箇所は磁気静水圧平衡形状とよく似た構造に進化することがわかった。これらの結果をまとめ学術誌に投稿した。(2)フィラメント同士が直交した衝突を再現するためのモデルの基本設計をおこなった。正しく密度分布と磁場強度分布を配置できるようになり、フィラメント同士のなす角度が衝突後の進化に与える影響を三次元磁気流体シミュレーションを用いて本格的に調査できるようになった。

人们认为恒星是在丝状分子云内形成的。近年来，对丝状分子云碰撞引起的恒星形成的观测已有报道。了解这种细丝碰撞过程将有助于了解碰撞导致恒星形成的初始条件。因此，在这项研究中，我们将致力于重现细丝碰撞的数值模拟。 (1)今年，我们进行了二维磁流体动力学计算，重现了细丝之间的正面碰撞。因此，我们研究了碰撞地点径向重力不稳定的条件及其演化。初始条件是将两根在静磁压力平衡下具有相同线性质量的无限长细丝平行放置，并沿磁场线正面碰撞，相对速度范围从跨音速到超音速。因此，如果初始细丝的总线性质量超过磁临界线性质量，则无论初始相对速度如何，碰撞位置都会收缩失控。另一方面，在总和小于临界值的碰撞情况下，发现无论初始相对速度如何，碰撞部位都会演化成与磁流体静力平衡形状非常相似的结构。这些结果被总结并提交给学术期刊。 (2)我们进行了模型的基本设计，以重现正交细丝的碰撞。现在可以正确排列密度分布和磁场强度分布，并且现在可以使用三维磁流体动力学模拟来充分研究细丝之间的角度对碰撞后演化的影响。

项目成果

Simulation Study on Star Formation Process Induced by Collisions between Filamentary Molecular Clouds

丝状分子云碰撞恒星形成过程的模拟研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Kei Nishihara;Masaya Nakata;柏木 頼我
• 通讯作者: 柏木 頼我