THE STAR FORMATIONNEWSLETTER
No. 334 1-7

2020. 12. 4 泉奈都⼦（ASIAA）

1. Gravitoviscous Protoplanetary Disks with a Dust Component. IV.
Disc Outer Edges, Spectral Indices, and Opacity Gaps
2. Hints for icy pebble migration feeding an oxygen-rich chemistry
in the inner planet-forming region of disks
3. Gravity and rotation drag the magnetic field in high-mass starformation
4. Observations of the Onset of Complex Organic Molecule
Formation in Interstellar Ices
5. SiO emission as a probe of Cloud-Cloud Collisions in Infrared
Dark Clouds
6. Chemical evolution during the formation of Protoplanetary Disk
7. Time-Variable Radio Recombination Line Emission in W49A

2. Hints for icy pebble migration feeding an oxygen-rich chemistry
in the inner planet-forming region of disks
Andrea Banzatti et al. Accepted by ApJ

https://arxiv.org/pdf/2009.13525

Outer diskの半径とinner diskに存在する分⼦量を比較して, disk進化と惑星形成の関係を明らかにする• 先⾏研究: Najita et al. (2013)- HCN/H2O flux ratioとdust disk massに正の相関を発⾒‣ 分⼦輝線: 星から数au以内のガスをトレース‣ Dust disk mass: outer disk（> 20au）内のdust grainをトレース
H2O iceはsnow lineより外側の微惑星や核に閉じ込められ, inner disk
ではC/Oが増加することの証拠であり, さらにこの現象はより⼤きいdiskにおいて顕著に起こることを⽰唆
Inner disk内の分⼦がouter diskで起こる微惑星形成における”chemical finger print”となることを⽰唆
本論⽂: Najita et al. (2013) の研究をより発展させる- 3倍以上の数のサンプル- H2O, HCN, C2H2, CO2について調べる- 不定性の問題をなくすため, 質量の代わりにdiskの半径を⽤いる• サンプルと使⽤データ- サンプル: 63個のpre-main-sequence star周りのprotoplanetary disk
‣ 近傍(< 200 pc) にあるT Tauri stars (年齢は 1-3 Myr)
‣ 半径は~10auから>200 auまで網羅‣ full diskのものとinner cavityを持つものがある- Dust diskの半径: ALMA, SMAの⾼解像度のサーベイデータ- 分⼦ガス輝線 : Spitzerのスペクトルデータ
Full disk
Inner cavity

Observed spectra
Water emission
Carbon-bearing
C2H2HCNCO2• Results- H2O/HCN, H2O/C2H2, H2O/CO2 の全てにおいて半径との負の相関が⾒られた
Accretion luminosityの影響を除くと（正規化）, H2Oのみ半径との相関が⾒られた
Full disk
Inner cavity

• Results- Inner disk領域は外側から移動してきたoxygen-rich icy pebbleが昇華することでwater vapor enrichmentになる
Inner diskのchemistryはouter diskの進化と関係している！

3. Gravity and rotation drag the magnetic field in high-mass starformation
S. Feng et al. Accepted by ApJ

https://www2.mpia-hd.mpg.de/homes/beuther/beuther2020b.pdf

⼤質量星形成領域内部のダイナミクスにおいて､ 重⼒/回転/磁場のどれが⽀配的？

• Observation- Target: massive hot core G327.3‣ D ~ 3.1 kpc 5‣ Luminosity ~ 10 L⦿
‣ Mass ~ 950M⦿
‣ CH3OH class II maser emission‣ Line-rich star-forming hot molecular core (T > 100 K)- Telescope: ALMA
‣ 1.3 mm band (230.852, 229.152, 216.442, 214.535 GHz)

• Simulation- MHD code: Pluto- Gravitational collapse of a magnetized pre-stelar core
‣ Mass: 100 M⦿
‣ Gas and dust within a sphere in 0.1 pc (radius)‣ Radial slope of the gas mass density: r-1.5‣ Core: solid-body rotation with about 4 % or rotational to gravitational energy‣ Initial temperature: 10 K

• Result- ダスト連続波は中⼼にあるコア以外にフィラメント構造（Polarized emissionの構造も似ている）- 磁場構造はピーク値から放射状に分布している- フィラメント構造(NE1, NE2)において磁場はU字型構造をしている
磁場は重⼒によってコアの中⼼部に引っ張られていることを⽰す
磁場は回転に沿った構造をしている- 13CH3CNの速度構造はコアの回転を⽰唆- CO(2-1)の構造により(論⽂内に図なし), この天体はface-onである可能性が⾼い• Result- シミュレーション結果は観測結果と似ている

Centrifugal
specific kineticenergiesRadial specifickinetic energies

Specific poloidal
magnetic component

Toroidal magneticcomponent- この領域では, 重⼒と回転がダイナミクスを⽀配し, 磁場の形態を形作っている

5. SiO emission as a probe of Cloud-Cloud Collisions in InfraredDark Clouds
G. Consentino et al. Accepted by MNRAS

https://arxiv.org/pdf/2009.13890

最終⽬的: Infrared Dark Cloudsとその内部の形成メカニズムを解明• Infrared Dark Clouds (IRDCs)- ⾼密度 (n(H2) ~ 103-104 cm-3) かつ低温度 (T ≦ 25 K) の領域であり, ⼤質量形成初期段階であると考えられている- その形成メカニズムは未だ解明されていないが, “既存のより⼤きな分⼦雲and/or
フィラメント間における低速衝突 (~ 10 km/s) によって形成される”と⽰唆されている
速度幅が⼩さく, かつ広がったショックトレーサー（e.g. SiO）の輝線が検出されるはず…
IRDCの例（Jimenez-Serra et al. (2002) 等の複数の先⾏研究で既に検出が報告されている）
本論⽂：IRDCにおけるSiOの空間分布とkinematicstructureを調べてCloud-Cloud collisionの兆候を探る

Sanhueza et al.2019

• Observation- ターゲット: 比較的近くにあり(≦ 6 kpc) 質量の重い (0.2-29 × 103 Msun) 6つのIRDC- 望遠鏡：IRAM30m- 輝線 ：SiO(2-1)- 空間分解能：30”- 速度分解能：0.16 km/s

• Result- SiOのnarrow,broad emissionを両⽅検出

• Result- narrow成分とbroad成分の分布
NarrowBroad- Cloud B, D, J ではSiOは塊状の構造を持ち, narrow成分とbroad成分の空間分布は似ている（coexistしている）
IRDC内部で進⾏中の星⽣成活動に付随するガス- Cloud A, IではSiOはフィラメント状の構造を持ち, narrow成分とbroad成分の空間分布は異なる（中⼼速度も異なる）

• Result- Cloud A, J はGalactic Bubbleの近くに位置している
Cloud A, Jで検出されたnarrowかつ広がったSiO成分はIRDCとexpanding shellによって押し出された分⼦雲との相互作⽤（衝突）をトレースしている

CloudA

CloudJ1. Gravitoviscous Protoplanetary Disks with a Dust Component. IV.
Disc Outer Edges, Spectral Indices, and Opacity Gaps
Vitaly Akimkin et al. Accepted by MNRAS

https://arxiv.org/pdf/2010.06566

2. Hints for icy pebble migration feeding an oxygen-rich chemistry
in the inner planet-forming region of disks
Andrea Banzatti et al. Accepted by ApJ

https://arxiv.org/pdf/2009.13525

3. Gravity and rotation drag the magnetic field in high-mass starformation
S. Feng et al. Accepted by ApJ

https://www2.mpia-hd.mpg.de/homes/beuther/beuther2020b.pdf

4. Observation of the Onset of Complex Organic Molecule
Formation in Interstellar Ices
Laurie E. U. Chu et al. Accepted by ApJ

https://arxiv.org/pdf/2010.05917

5. SiO emission as a probe of Cloud-Cloud Collisions in Infrared
Dark Clouds
G. Consentino et al. Accepted by MNRAS

https://arxiv.org/pdf/2009.13890

6. Chemical evolution during the formation of a protoplanetary
disk
A. Coutens et al. Accepted by A&A

http://arxiv.org/pdf/2010.05108

7. Time-Variable Radio Recombination Line Emission in W49A
C. G. DePree et al. Accepted by AJ

http://arXiv.org/pdf/2010.04656