Kagoshima University · Graduate School of Science and Engineering · 助教

Research keywords天文学・星形成・情報学・計算機科学

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• Fukihara H., Takaishi D., Misugi Y., Sasaki M., Tsukamoto Y. . A statistical approach to interpreting polarized dust emission of filamentary molecular clouds toward an estimate of 3D magnetic2021 · 記述言語： 英語 掲載種別： 研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元： Publications of the Astronomical Society of Japan In this study, we perform 3D magnetohydrodynamics (MHD) simulations of filamentary molecular clouds. We then generate synthetic observations based on the simulation results. Using these, we investigate how the new polarization data analysis method recently introduced by Doi et al. (2021, ApJ, 923, L9) reflects the magnetic field structure in turbulent filamentary molecular clouds. Doi et al. proposed that the R<inf>FWHM</inf>, the ratio of the full width at half maximum (FWHM) of the polarized intensity (PI) to that of the total intensity (I) can be used to probe the three-dimensional structure of the magnetic field. We calculate the R<inf>FWHM</inf> from the density and magnetic field structure obtained in the 3D-MHD simulations. We find that the mean and variance of R<inf>FWHM</inf> within a filament are smaller and larger, respectively, with a larger inclination of the magnetic field to the plane-of-sky. We also find that both small-scale (<0.1 pc) and large-scale (≳0.1 pc) turbulence affect the polarized intensity of the dust thermal emission. We conclude that future extensive observations of R<inf>FWHM</inf> may be able to quantify the inclination of the magnetic field to the plane-of-sky in the filamentary molecular clouds. DOI： 10.1093/pasj/psae115 Scopus
• Ichikawa T., Kido M., Takaishi D., Shimajiri Y., Tsukamoto Y., Takakuwa S. . Misaligned circumstellar disks and orbital motion of the young binary xz tau . Astrophysical Journal9192015 · 記述言語： 英語 掲載種別： 研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元： Astrophysical Journal We report our analyses of the multi-epoch (2015-2017) Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) archival data of the Class II binary system XZ Tau at Bands 3, 4, and 6. The millimeter dust-continuum images show compact, unresolved (r 15 au) circumstellar disks (CSDs) around the individual binary stars, XZ Tau A and B, with a projected separation of ∼39 au. The 12CO (2-1) emission associated with those CSDs traces the Keplerian rotations, whose rotational axes are misaligned with each other (P.A. ∼-5° for XZ Tau A and ∼130° for XZ Tau B). The similar systemic velocities of the two CSDs (VLSR ∼ 6.0 km s-1) suggest that the orbital plane of the binary stars is close to the plane of the sky. From the multi-epoch ALMA data, we have also identified the relative orbital motion of the binary. Along with the previous NIR data, we found that the elliptical orbit (e = - 0.742+0.034 0.025, = a 0. 172+0. 003 0. 002, and w = -54 .2+ 4 .7 2.0) is preferable to the circular orbit. Our results suggest that the two CSDs and the orbital plane of the XZ Tau system are all misaligned with each other, and possible mechanisms to produce such a configuration are discussed. Our analyses of the multi-epoch ALMA archival data demonstrate the feasibility of time-domain science with ALMA. DOI： 10.3847/1538-4357/ac0dc3 Scopus
• Takaishi D., Tsukamoto Y., Kido M., Takakuwa S., Misugi Y., Kudoh Y., Suto Y. . Formation of Unipolar Outflow and Protostellar Rocket Effect in Magnetized Turbulent Molecular Cloud Cores1938 · 担当区分： 筆頭著者 記述言語： 英語 掲載種別： 研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元： Astrophysical Journal Observed protostellar outflows exhibit a variety of asymmetrical features, including remarkable unipolar outflows and bending outflows. Revealing the formation and early evolution of such asymmetrical protostellar outflows, especially the unipolar outflows, is essential for a better understanding of the star and planet formation because they can dramatically change the mass accretion and angular momentum transport to the protostars and protoplanetary disks. Here we perform three-dimensional nonideal magnetohydrodynamics simulations to investigate the formation and early evolution of the asymmetrical protostellar outflows in magnetized turbulent isolated molecular cloud cores. We find, for the first time to our knowledge, that the unipolar outflow forms even in the single low-mass protostellar system. The results show that the unipolar outflow is driven in the weakly magnetized cloud cores with the dimensionless mass-to-flux ratios of μ = 8 and 16. Furthermore, we find the protostellar rocket effect of the unipolar outflow, which is similar to the launch and propulsion of a rocket. The unipolar outflow ejects the protostellar system from the central dense region to the outer region of the parent cloud core, and the ram pressure caused by its ejection suppresses the driving of additional new outflows. In contrast, the bending bipolar outflow is driven in the moderately magnetized cloud core with μ = 4. The ratio of the magnetic to turbulent energies of a parent cloud core may play a key role in the formation of asymmetrical protostellar outflows. DOI： 10.3847/1538-4357/ad187a Scopus その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad187a/pdf
• Cosmic ray ionization rate versus dust fraction: Which plays a crucial role in the early evolution of the circumstellar disc?

• 宇宙への招待2024 · 愛媛大学宇宙進化研究センター、鹿児島大学天の川銀河研究センター、熊本大学理学部、山口大学時間学研究所 愛媛・鹿児島・熊本・山口大学、4大学合同七夕講演会2024 2024年07月07日
• 非理想磁気流体力学計算で解明する原始星連星の現実的な形成条件と力学的進化2000 · 担当区分： 研究代表者 資金種別： 競争的資金 配分額： 2860000円 （ 直接経費： 2200000円 、 間接経費： 660000円 ）
• 乱流と磁場を持つ分子雲コアの収縮および衝突における連星の形成条件と回転構造の解明2000 · 担当区分： 研究代表者 資金種別： 競争的資金 配分額： 2200000円 （ 直接経費： 2200000円 ） 近年の銀河系内の観測から、太陽質量程度の若い星の半数以上は連星であることが明らかになっている。そのため、太陽のような単一星の形成進化過程のみならず、連星の形成進化過程を理解することは星形成過程の理解にとって非常に重要である。本研究の目的は、近年の観測が示す現実的な星形成環境で連星の形成条件および連星の回転構造の時間進化を解明することである。 本年度は、前年度に準備したコードや初期条件を用いて、乱流と磁場を持つ分子雲コア同士の収縮・衝突過程を3次元非理想磁気流体シミュレーションを用いて長時間計算した。特に分子雲コアの熱エネルギーと重力エネルギーの違いによって質量降着率が変化し、形成する連星や多重星のパラメータが大きく変化することが分かった。現在これらの結果を詳細に解析し論文にまとめている。一方で、本研究では、分子雲コア同士の衝突過程に移る前段階の分子雲コア収縮過程における分裂や単極アウトフローなどの予期せぬ興味深い現象をいくつか発見している。単極アウトフローは、近年の星形成領域の観測で実際に発見されている。そのため、本研究での単極アウトフロー駆動現象の発見は観測結果を説明しうる重要な発見である。また、駆動するアウトフロー形状によって分子雲コアの衝突過程の様子が大きく変わる可能性もある。そのため、磁場強度や乱流強度への依存性と非理想磁気流体力学効果の影響を検証するための追加計算を行い、その駆動条件を詳細に調べた。その結果、単極/双極アウトフローの駆動条件は分子雲コアのアルフヴェンマッハ数に強く依存することが分かった。来年度は連星や多重星の形成進化過程において単極アウトフローが駆動する条件も明らかにする。 また、本年度は上述した計算に加えて、分子雲コアにおける宇宙線強度とダスト量が原始惑星系円盤の初期進化段階に与える影響を調べるために行った共同研究の成果が査読論文として受理された。

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