衝撃波により誘発された星形成とclass 0 天体のhigh

衝撃波によって星形成が誘発される場合に
原始星の進化が受ける影響
茨城大学理工学研究科
本山一隆
abstract
衝撃波により星の形成が引き起こされた場合に、原始星の
進化が受ける影響を調べた。
特にclass 0 天体の高い降着率との関連に着目。
main conclusions
1. 降着率の最大値は衝撃波によってコアに与えられた
運動量によって決まる
2. 衝撃波による星形成を考えるとclass 0 天体の高い
降着率 ( ～10-4 M yr-1)を説明できる
high accretion rate during class 0
outflowとaccretionは比例
ρOphのclass 0はaccretion
rateが高い
evolution
class I
class 0
evolution
class I
class 0
class 0
class I
Ophiuchus
12CO(2-1)
Taurus
outflowのmomentum flux (Bontemps et al. 1996)
high accretion rate during class 0
非対称なline profileからInfall
motionが示唆されている
NGC133 IRAS 4A (Perseus)
1.1×10-4 M yr-1
Shu解
3


cs
1

M  1.85106 
M
yr
1 
 200m s 
(Di Francesco et al. 2001)
H2CO 321-211
using the IRAM
Plateau de Bure interferometer
triggerとの関連
Perseus, ρ Oph(cluster)の特徴
– class 0のaccretion rateが大きい
Taurusに比べて大きな乱流
ρ Ophでは近傍にOB associationが存在
(Sco OB2 association )
衝撃波による星形成を考えることで高い降着率を説明できないか？
numerical model
コアの外側数mesh(質量M)に中心向きの速度 v を
与えることにより衝撃波による収縮を起こす
球対称を仮定
等温を仮定 (cs=215 ms-1)
coreのmass 3M
accretion rateは半径300AUで測った
density ( g cm-3 )
10-17
∝ r-2
10-18
10-19
10-20
2
10
(r  R flat )
  flat
 2
(r  R flat )
 r
3
10
radius (AU)
V
4
10
evolutions of density profile
triggered
no triggered
10-16
τ= 3.08
3
(g / (cm
log ρ density
g cm)-3 )
10-15
10-16
10
-17
3) -3 )
ρ (g / (cm
logdensity
g cm
10-14
-2
∝r
τ= 3.17
τ= 2.91
-3/2
∝r
10-18
τ= 0.00
10-19
10
10-17
τ= 2.14
10-18
2
10
3
10
radius (AU)
4
10
log r (AU)
M=1.8×10-2 M
v=20 km s-1
Rflat=3400AU
ρflat= 10-18 g cm-3
-3
τ= 2.55
τ= 0.00
10-19
10-20
-20
∝r
102
103
radius
log r (AU)
(AU)
104
密度が高くコンパクト
in outer region
steep edge
Taurus
class 0
prestellar core
column density (cm-2)
density structures
class 0 Perseus
class 0
ρ∝r -2
ρ∝r -2
Ward-Thomson et al. (1999)
(1.3 mm continuum)
Motte & Andre (2001)
Perseusのclass 0は密度が高く
steep edge
time evolution of accretion rate
• class 0 phaseで高い降着率 (～10-4 M yr-1)
accretion rate (10-4 M yr-1)
class 0
class I
1.5
trigger
no trigger
1
50%
0.5
50%
M=1.8×10-2 M
v=20 km s-1
1
2
time (yr)
3
4
5
[10 ]
accretion rateの運動量依存性
momentum – 降着率の最大値
Mmax (10-4M yr-1)
3
ts<tnt
• MV>0.3 M kms-1 (ts<tnt)
Mmax∝MV
2
• for Macc > 10-4 M yr-1,
MV > 0.1 M kms-1
1
0
コアに与えられた運動量(MV)が
結果の良い指標
0.2
0.4
0.6
MV (M km s -1)
ts : 衝撃波が中心へ達するまでの時間
tnt: トリガー無しで収縮するときの
タイムスケール
accretion rate (no trigger)
evolution
class I
ρflat
class 0
accretion rate (M yr -1)
(g cm-3)
10-3
α=11
Rflat
D
(AU)
C
α=2.3
10-4
-5
α=0.67
10
10-6
B
A
envelope mass (M )
C
D
10-18
10-18
10-18
10-16
3400 4300 8000 1720

Ether

5cs2 R flat
降着率>10-4 M yr-1となるのは
α>2のとき

100
B
• flat regionにおける重力エネ
ルギーと熱エネルギーの比に
Egrav 2GM flat
依存
α=0.42
10-1
A
accretion rate (no trigger)
• シミュレーションによる結果
– Macc > 10-4 M yr-1となる条件,
α>2

• 観測されているpre-stellar cores
Egrav
Ether
(at r < Rflat)
– L1689B
(Andre et al. 1996)
α～0.67
(Rflat～4000 AU, Mflat～0.33M )
– Ward-Thompson et al. (1996) は８個の pre-stellar coresを
観測
α～1.3
(Rflat～4000 AU, Mflat～0.7M )
in no triggered case
Macc < 10-4 M yr-1 (because α<2)
summary
トリガーが無い場合
– Macc > 10-4 M yr-1 となるためには
α>2でなければならない
しかし pre-stellar cores の観測では α<2
トリガーがある場合
– 密度が高く外側にsteep なedgeを持った密度分布
– 降着率の最大値はコアに与えたmomentumによって決まる
– Macc > 10-4 M yr-1 となるためには 0.1 M km s-1以上の
momentumが必要
衝撃波による星形成を考えることでclass 0の高い降着率
( ～10-4 M yr-1)を説明できる

Download Report