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天体物理学研究室

教員

  • 岩崎 一成 (助教) Kazunari IWASAKI
    Researcher Database

    研究分野: 星間乱流と星形成過程 研究室: HS-106
    TEL: 0774-65-7768 FAX:
    E-mail: kiwasaki

研究内容

天体現象の中でも特に、銀河空間に広がるガスから星への進化過程の理論的研究を行っている。

 

主な研究テーマ

星間ガスの熱的流体力学的性質

銀河には星だけではなく、水素を主成分とするガス成分が存在する。これらのガスは、温かくて希薄なガスと冷たくて密度が高いガスが混在する多相構造をしている。観測によると星間ガスは乱流状態にあることが分かっている。多相ガス中の乱流構造は天文学だけでなく物理的にも面白く、未だ未解明なことが多く残っている。私は、解析的手法または数値流体シミュレーションを用いて、宇宙における星間ガス乱流の起源についての研究を進めている。下図は数値流体シミュレーション結果の一例である。色は温度を表していて、赤いところが温かいガス、青いところが冷たいガスを表している。乱流によって非常に複雑な構造をしている。

  

衝撃波圧縮が駆動する星形成過程

星は恒常的にそこにあるわけではなく、星間ガスから生まれ、死ぬときには一部星間ガスに帰っていく。私は、星間ガスの自己重力によって星が生まれる過程を解析的または数値流体シミュレーションを用いて研究を行っている。近年は特に、星間ガスが衝撃波圧縮されて星形成は始まるというモデルの確立のために研究している。下図は衝撃波圧縮されたガスを表している。高密度(白い部分)で星が作られる。

 

 

数値流体計算法の開発

星形成過程は強い非線形現象なので、数値流体シミュレーションが非常に有用である。しかし、星形成は20桁にも及ぶ密度変化を同時に追わなくてはならないため、特別な計算法が必須となる。私は、Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)法と呼ばれる粒子法の研究開発を行っている。普通は、流体は空間を格子に区切って計算するのが一般的だが、流体を粒子の集合体として表し、粒子の運動方程式を解くことで、流体の動力学をシミュレートできる。完全ラグランジュ手法なので大きな密度幅がある問題に最適である。近年では、SPH法を磁気流体に応用する研究を行った。下図は、星形成時に駆動されるアウトフロー現象をSPH法を使って計算した結果である(色は密度、赤線は磁力線)。