星形成ゼミ 論文速報
担当: 小屋松 進

2013 年 3 月 1 日

1. Influence of viscosity and the adiabatic index of planetary migration
B. Bitsch, A. Boley, and W. Kley
【目的】

Active な円盤では外向きの惑星移動が起こる可能性があり, 微惑星の落下を防ぐことができるかもしれない. そこで, 粘性と断熱指数が惑星移動に与える影響を調べる.
【手法】
惑星 (20 M⊕ ) を入れた降着円盤の 3 次元数値シミュレーション.
流体力学コード NIRVANA– full tensor viscosity– radiation transport in the flux-limited diﬀusion approximation– proper equation of state for molecular hydrogen【結果】
低い粘性→低温→移動率は等温の極限に近づく→内側へ移動
外向きの移動は粘性が大きいときのみ【結論】
粘性が大きいとき円盤は高温となり”zero-torque” 半径が大きくなる. すると外向きの惑星移動が可能となる.

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2. Orbital Migration of Protoplanets in a Marginally Gravitationally Unstable Disk
Alan P. Boss【目的】
惑星軌道移動を考えるとき, 一般には軽い円盤を仮定して円盤の自己重力を無視している.
しかし, 実際の円盤では部分的な重力不安定 (MGU) が起きていると考えられる.

– 重力不安定モデルでは円盤は重くなくてはならない.
– コア集積モデルでも FU Orionis burst の要因として MGU が挙げられる.
【手法】
初期条件

– 1 M⊙ の原始星
– 0.091 M⊙ , 4–20 AU の原始惑星系円盤
円盤内側では安定, 外側では不安定 → 部分的に不安定

400 yr 進化させてから “virtual protoplanet”(VP) を投入.
– 質点– 円盤から質量と角運動量が降着– 中心原始星および円盤の渦状腕・クランプからの重力を受け, 円盤に重力を及ぼす.
質量降着率は Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL) の公式

Ṁ =f 4πρ(GM )2(v 2 + c2s )3/2(5)

により計算
【結果】

– Table 1: 地球質量原始惑星モデル– Table 2: 巨大原始惑星モデル– Table 3: 太陽系に近いモデル
円盤の渦状腕やクランプから周期的な摂動を受けるものの, 内向き/外向きに単調に移動する傾向は見られない.
太陽系のような巨大惑星系 (1.0,0.33,0.1,0.1 MJup ) は 1000 yr 以上安定で, 木星–土星のような系は 3800 yr 以上安定.
【結論】
太陽系は MGU 円盤段階を生き残ることが可能.

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3. Collapse and Fragmentation of Magnetic Molecular Cloud Cores with the ENZO AMR MHDCode. I. Uniform Density Spheres
Alan P. Boss and Sandra A. Keiser【目的】
地場は分子雲コアの収縮の際の分裂の有無 (単独星 or 連星) に影響を与える.

3D MHD 計算コード ENZO 2.0 adaptive mesh refinement (AMR) を作ったので計算してみる.
【手法】

Boss & Bodenheimer (1979) の標準等温モデル (BB79) の計算によりコードをテスト.
初期条件– 一様密度: ρ = 1.44 × 10−17 g cm−3– 温度一定: T = 10 K
– 半径: R = 3.2 × 1016 cm– 剛体回転: Ω = 1.6 × 10−12 rad s−1– 質量: M = 1.0Ṁ⊙– 平均分子量: µ = 2.0– 熱エネルギーと重力エネルギーの比: αi = 0.25– 回転エネルギーと重力エネルギーの比: βi = 0.20
磁場の強さと向き, 密度の摂動の大きさ, 状態方程式を変えたさまざまモデルを計算.

【結果】新たに得られた結果(1) contraction without sustained collapse, forming a denser cloud core5(2) collapse to form a single protostar with significant spiral arms(3) collapse and fragmentation into binary or multiple protostar systems, with multiple
spiral arms
【結論】
磁場の強さと向きが原始星の重力収縮の結果にとって重要である.

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4. The RMS survey: near-IR spectroscopy of massice young stellar objects
H. D. B. Cooper, S. L. Lumsden, R.D. Oudmaijer, M.G. Hoare, A. J. Clarke, J. S. Urquhart, J. C.
Mottram, T. J. T. Moore and B. Davies【概要】

Red MSX Source (RMS) サーベイから 247 天体の近赤外 H バンドおよび B バンドのスペクトルを紹介.
【観測】

United Kingdom Infra-Red Telescope (UKIRT) の UIST という装置で観測.
– 1–5 µm imager spectrometer– 1024 × 1024 InSb array– 0.12 arcsec/pixel– HK grism (1.395–2.506 µm)– 0.48 arcsec × 120 arcsec long slit– λ/∆λ ∼ 500
天体は MSX カタログの ∼ 2000 個の Massive Young Stellar Objects (MYSOs) 候補から選択.
【結果】

195 天体 (∼ 80 %) が YSOs, うち 131 天体が massive YSOs.
– LBOL > 5 × 103 L⊙– M > 8 M⊙
埋もれ具合は 2.7 < AV < 114 とさまざま.
輝線: Brγ, H2 , fluorescent Fe II , CO bandhead, [Fe II ], He I 2–1 1 S–1 P∼ 40 % の YSOs で星周円盤の指標である fluorescent Fe II and/or CO bandhead を検出(ただし LBOL との相関はなし).
∼ 60 % の天体でアウトフローの指標である [Fe II ] or H2 を検出.
LBOL ⇔ Brγ, H2 はよい相関 (1 < LBOL < 3.5 × 105 L⊙ ).
– これらの輝線の放射メカニズムは YSOs の質量によらず同じである. → 大質量 YSOs は低質量 YSOs のスケールアップである.

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5. From Planetesimals to Dust: Low-Gravity Experiments on Recycling Solids at the Inner Edgesof Protoplanetary Disks
Caroline de Beule, Thorben Keling, Gerhard Wurm, Jens Teiser, and Tim Jankowski【目的】
さまざまなサイズの固体粒子の移動は円盤進化・惑星形成において重要.
【手法】

【結果】

【結論】

“light-induced erosion” によって原始惑星系円盤内のダストは効率的にリサイクルされる.

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