Star Formation Newsletter No. 334, 43-50
植田 高啓 (国立天文台)
43. Magnetized filamentary gas flows feeding the young embedded cluster
in Serpens South
44. A “head/tail” plasmon model with a Hubble law velocity profile
45. First sample of N2H+ nitrogen isotopic ratio measurements in low-mass
protostars
46. NGC 7538 IRS1 - An O Star Driving an Ionized Jet and Giant N-S Outflow
47. FEEDBACK: a SOFIA Legacy Program to Study Stellar Feedback in
Regions of Massive Star Formation
48. Constraining the Chemical Signatures and the Outburst Mechanism ofthe Class 0 Protostar HOPS 383
49. Investigating episodic accretion in a very low-mass young stellar object
50. Planet migration, resonant locking and accretion streams in PDS70:
Comparing models and data

48. Constraining the Chemical Signatures and the Outburst Mechanism of theClass 0 Protostar HOPS 383

https://arxiv.org/pdf/2010.05939.pdf
概要：
アウトバーストを起こしているClass 0天体のHOPS 383のALMA, VLA, SMA観測結果。連続波源付近にHCO+とH13CO+が集中する一方、N2H+が減少しており、原始星付近で昇華したCOがN2H+と反応してHCO+になっていることが予想される。ALMA Band 7から円盤質量は0.02Msunと推定されるが、VLAから推定するとその10倍重い可能性もある。いずれ
でもQ値は1を下回る可能性があり、アウトバーストの起源はGIの可能性が考えられる。

イントロ• アクリーションバーストは原始星エンベロープや周星円盤の化学組成に大きな影響を与えるが、その性質はよくわかっていない• これまで観測されてきたアウトバーストの多くはClass I/II
• HOPS 383は(少なくとも2006年に)アウトバーストを起こしている最も若いClass 0 天体
• 本研究ではSMAによる分子輝線観測結果と、ALMA Band 7とVLAによる連続波観測結果を報告する

連続波観測

ALMA, λ=0.87mm

VLA, λ=9mm• ALMAは円盤を空間分解できている、VLAもぎりぎりできている• ALMAの観測から得られた連続波分布の長軸は、後述するアウトフローに綺麗に垂直• ALMAから推定されるダスト円盤半径は~62au• フラックスから推定される円盤質量: ALMA=0.04-0.08Msun, VLA=0.06-0.11Msun

SMAによる分子輝線観測
理論的には、• N2H+, N2D+は、COがダストに凝縮している低温域(<20K)に存在

N2H+

N2D+

HCO+

H13CO+• HCO+, H13CO+は、気相でCOとH3+やN2H+が反応することで生成(高温域に存在)
観測結果は• N2H+は原始星周りでダブルピークの分布(原始星近傍で欠乏している)• HCO+, H13CO+原始星と同じ位置にピーク-> 理論予測とconsistent12CO(J=3-2)によるアウトフロー構造の同定：

SMA

ALMA

• 綺麗なアウトフロー構造の検出に成功 -> Position angle =137.5度• アウトフロー中にクランプ状の構造(黒矢印) -> 間欠的なアウトバーストの印？
• アウトフローの速度と原始星からの距離からアウトフローの生成時期を計算すると、最も原始星に近いクランプ(1.35arcsec)は215年前程度• SMAで検出されてる方のクランプは1400年ごとに生成

SEDフィッティング
円盤+エンベロープのモデルで輻射輸送計算を行い、SEDをよく再現できるパラメータを求めた(詳細は割愛)円盤の安定性• フィッティングから予想される温度と面密度からToomre のQを計算• 温度は、バースト後(右図破線)とバースト前(実線)のそれぞれを考慮• (バースト前の低温時に不安定->バーストし安定化した可能性があるので)• ALMAのみから推定される円盤モデル(上段)では、ギリギリ重力的に安定だが、円盤外側では不安定な可能性がある• ALMA+VLAから推定される円盤モデル(下段)だと幅広い範囲で重力的に不安定->アウトバーストの起源がGIである可能性

50. Planet migration, resonant locking and accretion streams in PDS70:
Comparing models and data

概要：
PDS70周りの原始惑星系円盤には2つの巨大ガス惑星候補が検出されている。本研究では、3次元のSPH計算を用いて、初期に低質量で形成された２つの惑星が、自然に、軌道・質量進化し共鳴にはまり、現在の軌道・質量分布になることを示した。加えて、観測で見つかっている円盤の特徴もよく再現できる。

https://arxiv.org/pdf/2009.11893

イントロ• PDS70には近赤外線観測およびHαで惑星PDS70b,c (r=20,35au)が検出されている• 惑星に加え、sub-mmでのリングや近赤外での特徴的な構造が検出されている(右図)• 本研究では、惑星の軌道と質量がともに進化する過程を流体計算し、これらの観測結果を自然に再現できるか検証• 先行研究として、2:1の軌道共鳴にはまった2つの惑星を円盤中において、sub-mmの観測を再現したものがある(Bae+19)

λ=2.11-2.25um

計算手法概要• PHANTOM (Price+18)によるガス+1mmダストの２流体計算• 小さいダストはガスとよくカップルしてると仮定し、総量をmmダストの量からMRN分布で外挿して計算• 初期の惑星分布は右のテーブルに示す3通り

λ=855um

計算結果： 600Torb (0.18Myr)後の結果をみていくガス

シミュレーション生データ（sim 3, 右図）• ２つの惑星によって、ガス円盤にcavityがあく• 外側の惑星はガス円盤と強く相互作用し、円盤から惑星への流れが見える• 1mmダストはcavityの外端に堆積してリング状になる

ダスト

どのモデルでも、自然に、観測されている特徴を”定性的に"再現できるが、sim 3 が一番観測に近い

軌道進化• Planet bは初期質量が重いのですぐにギャップが開いてほとんど移動しない• Planet cは内側に移動してきて bとの軌道共鳴にはまる• cの初期位置が遠いほど、外で共鳴にはまる
質量進化• Cがガスをせきとめるため、Planet bの質量進化は、4-5Mjupでとまる• Bは外側のガスを獲得できるため、質量進化を続ける -> 将来的にはcの方が重くなる

降着率• 中心星への降着率は5 10^-10 M*/yr

r<2auでMdotが一定なら- 観測より1桁大きい
変わらないような？
- 中心星のsink半径を2auとしており、実際より大きいからかもしれない• Planet cへの降着率(~10^-8 M*/yr)が、Planet bへの降着率より高い(<10^-10 M*/yr)- 観測と逆センス- 特に Planet cへの降着率は観測より2桁以上高い- 周惑星円盤があれば、降着率は低くなる可能性（本研究では周惑星円盤は解像できていない）- ただし、bとcの相対的な降着率の違いは周惑星円盤の影響を受けにくい

実線：シミュレーション
点線：Hashimoto+20
破線：Haﬀert+19

43. Magnetized filamentary gas flows feeding the young embedded cluster inSerpens South

https://doi.org/10.1038/s41550-020-1172-6
https://arxiv.org/pdf/2009.14100.pdf

44. A “head/tail” plasmon model with a Hubble law velocity profile

https://bigbang.nucleares.unam.mx/astroplasmas/

45. First sample of N2H+ nitrogen isotopic ratio measurements in low-mass
protostars

46. NGC 7538 IRS1 - An O Star Driving an Ionized Jet and Giant N-S Outflow

http://arxiv.org/pdf/2010.04289

47. FEEDBACK: a SOFIA Legacy Program to Study Stellar Feedback inRegions of Massive Star Formation

https://iopscience.iop.org/journal/1538-3873
https://arxiv.org/pdf/2009.08730

49. Investigating episodic accretion in a very low-mass young stellar object

https://arxiv.org/pdf/2009.12281