磁化分子雲におけるフィラメント衝突と星形成核の形成過程を解明 (Study Reveal Filament Collisions and Core Formation in Magnetized Molecular Clouds)

2026-10-29 中国科学院(CAS)

中国科学院上海天文台などの研究チームは、磁場を持つ星間分子雲において、フィラメント構造の形成から高密度コア、さらには大質量星の形成に至る進化過程を、大規模数値シミュレーションによって明らかにした。多物理シミュレーションコードORION2を用い、マッハ数10の超音速乱流と磁場を考慮したモデルを構築。乱流によって生じた低密度の細長いフィラメントが、大規模なガス流によって集積・衝突・合体し、長大で高密度なフィラメントへ成長することを示した。さらに、サブフィラメント同士の衝突・合体地点で重力的に不安定な高密度コアが形成され、磁場はその成長過程を安定化させる役割を担うことが判明した。また、コア同士の合体や周辺ガスとの相互作用によって回転が生じ、磁場がらせん状に巻き込まれることも再現した。本成果は、乱流・磁場・重力の相互作用に基づく星形成過程、とりわけ大質量星や連星形成の理解を深めるものである。

磁化分子雲におけるフィラメント衝突と星形成核の形成過程を解明  (Study Reveal Filament Collisions and Core Formation in Magnetized Molecular Clouds)
Column density map of a 4.4 pc-long filamentary cloud composed of many filamentary substructures from the simulation. The mean magnetic field is perpendicular to the image. (Image by LI Pak-Shing)

<関連情報>

磁化された星間分子雲 III. フィラメントの衝突とコアの形成:サブ構造と進化に関する考察 Magnetized Interstellar Molecular Clouds. III. Filament Collisions and Core Formation: Insights into Substructures and Evolution

Pak Shing Li, Christopher F. McKee, and Richard I. Klein
The Astrophysical Journal  Published: 2026 October 21
DOI:10.3847/1538-4357/aea6cb

Abstract

We present the results of a driven, ideal magnetohydrodynamics simulation of a molecular cloud to study the formation of filamentary structures in molecular clouds and their fragmentation into dense cloud cores. Shock compression results in the formation of subparsec-long filamentary structures. Large-scale supersonic flows push these small filaments together and form massive filamentary clouds. The main filament that forms stretches across the full 4.4 pc length of the simulation and has a median FWHM of 0.075 pc, similar to that observed in many molecular clouds. Subfilaments inside the main filament have a median FWHM of 0.03–0.04 pc, similar to the “fibers” observed in molecular lines. The collision and merger of subcritical subfilaments is an important mechanism for the formation of prestellar cores. Colliding subfilaments and the resulting core at their intersection form a hub–filament system similar to that associated with massive star formation, but on a smaller scale. Core mergers can be significant in the growth of prestellar cores and may play a role in the formation of binary stars.

1701物理及び化学
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