磁場で支えられた分子フィラメントの構造

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Herschel衛星によるダスト熱輻射の観測から、 分子雲がフィラメント状の要素からなることが 知られるようになった(Menshchikovら2010)。 一方で、近赤外線領域の星間偏光の観測からは、 このフィラメントが星間磁場に垂直であることが示された(Sugitaniら2011)。

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垂直な磁場によって支えられた等温の平衡形状（重力と磁場によるローレンツ力、圧力、 回りの星間外圧の力学的釣り合い）を自己無撞着場の方法で計算した。 図はフィラメントの断面の構造で、代表的な解を示した。 破線が磁力線、閉じた実線が密度の等高線で、 左は中心と表面の密度比が低い解で、右は高い解である。

一連の解から、重力に抗して支えられる 単位長さあたりの最大質量λmaxは、 λmax≅0.24 Φcl/G1/2 + 1.66 cs2, で与えられることがわかった。 ここでΦclは単位長さのフィラメントを貫く磁束の半分を表す。 つまり単位長さあたりの磁束がΦcl > 3 pc μG (cs/190m s-1)2 の場合は、熱圧力よりも主に磁場の力で釣り合いが決まることがわかった。

この研究の意義は、横方向の磁場に貫かれたフィラメントという分子雲の構成要素 の構造と最大質量が理論的に初めて決められたということにある。
(2014/3/17)
Magnetohydrostatic Equilibrium Structure and Mass of Filamentary Isothermal Cloud Threaded by Lateral Magnetic Field, by Tomisaka, Kohji, 2014, ApJ, 784, 1
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富阪幸治 (private website)