?大质量星や星団が生まれる現場として、ハブ?フィラメント系分子云(分子雲, ※1)が知られている。この天体では、複数の細長いフィラメント状ガス構造が、中心領域から放射状に並ぶことが観測で見つかっている。しかし、この特徴的な構造がどのように形成されるかはよく分かっていない。
?磁场がくびれた形をもつ分子云に、高速の星间衝撃波(※2)が入射する状况を3次元シミュレーションで调べた。その结果、放射状に整列したフィラメント构造が形成される新たなメカニズムを明らかにした。
?本成果は、ハブ?フィラメント系分子云の形成を統一的に理解する手がかりを与えるものである。今後、観測や理論研究を組み合わせることで、銀河の中で星や星団がどのような環境で生まれるのかの理解が深まることが期待される。
宇宙では、星は分子雲と呼ばれる低温のガスの集まりの中で生まれます。なかでも、大质量星や星団が形成される現場として注目されているのが、「ハブ?フィラメント系分子云」です。この天体では、複数の細長いガス構造が、中心の高密度領域へ向かって集まっています。しかし、このような放射状に整列したフィラメント状ガス構造が、どのような物理過程によって作られるのかは分かっておらず、その形成機構の解明が求められていました。
本研究では、磁场がくびれた形を持つ分子云に、高速の星间衝撃波がぶつかる状况に着目しました。そして、中心に向かって放射状に伸びるフィラメント状ガス构造が形成されることを明らかにしました。さらに、星の材料となる高密度ガスが、フィラメントに沿って选択的に中心へ流れ込み、周囲の低密度ガスとは异なる运动を示すことを见いだしました。
九州大学大学院理学研究院町田正博教授の研究室所属の大学院理学府博士課程3年の野﨑信吾氏、杏Map大学院理学研究科の犬塚修一郎教授の研究グループは、3次元磁気流体数値シミュレーションを用いて、星間衝撃波と砂時計型の磁場構造を持つ分子雲との相互作用を調べました。その結果、曲がった磁力線に沿って生じる斜めの衝撃波によって特徴的なガスの流れが発生し、中心へ向かって放射状に整列した複数のフィラメント状ガス構造が発達することを示しました。さらに、形成されたフィラメントの幅や長さ、ガスの流れる向きが、実際に観測されるハブ?フィラメント系分子云の特徴とよく一致することを明らかにしました。本研究のシミュレーションには、国立天文台が運用する天文学専用スーパーコンピュータ「アテルイⅢ」(※3)が利用されました。
今回の成果は、大质量星や星団がどのように材料となるガスを集めて成長するのかについて、新しい理解の仕方を示すものです。特に、ガスが分子雲全体から一様に集まるのではなく、高密度のフィラメント状ガス構造を通じて選択的に運ばれることを示した点は重要です。この結果は、星形成の効率が数パーセント程度にとどまる理由を理解するための鍵となります。今後は、観測との詳細な比較を進めることで、銀河の中で星や星団がどのような環境で生まれるのかの理解が深まることが期待されます。
本研究成果は、米国の天文学誌 The Astrophysical Journal Letters に2026年3月18日(日本時間)に掲載されました。
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(※1) 分子雲
説明???星の材料となる、低温で浓いガスや尘の集まり。宇宙の中でも比较的密度が高く、水素分子を多く含むため「分子云」と呼ばれます。新しい星は主にこの中で生まれます。
(※2) 星間衝撃波
説明???宇宙空间のガスの中を伝わる、强い圧缩の波。大きな星のまわりでガスが势いよく広がるときや、星が一生の最后に大爆発を起こすときなどに生じます。通り过ぎるとガスが急激に押し缩められ、密度や流れ方が大きく変わるため、分子云の形や星形成に影响を与えることがあります。
(※3) スーパーコンピュータ「アテルイⅢ」
説明???国立天文台が运用する天文学専用のスーパーコンピュータ。総理论演算性能は1.99ペタフロップスの性能を有し、メモリバンド幅が大きい「システム惭」とメモリ容量が大きい「システム笔」の2つのシステムから构成されています。本研究ではシステム笔の大容量メモリをいかし、大规模なシミュレーションが行われました。
掲載誌:The Astrophysical Journal Letters
タイトル:An Origin of Radially Aligned Filaments in Hub-filament Systems
著者名:Shingo Nozaki and Shu-ichiro Inutsuka
顿翱滨:10.3847/2041-8213/补别4肠84
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