高層大気の広がりから太陽系外地球型惑星の表層環境を探るための理論的研究

从高层大气扩散探讨太阳系外类地行星表面环境的理论研究

• 批准号: 21H01141
• 负责人: 生駒 大洋
• 金额: $ 10.32万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01141/
• 关键词: 惑星大気; 系外惑星; 地球型惑星; 高層大気

系外惑星研究分野の急速な発展によって地球外生命が科学の対象になろうとしており、いわゆるハビタブル惑星に関する理論研究が盛んに行われている。ハビタ ブル惑星研究のボトルネックは観測的検証の困難さにある。その突破口として期待されるのが、次世代宇宙望遠鏡による紫外線トランジット観測である。地球を広く覆う中性酸素の層を低温星まわりの系外惑星が持つ場合、 その大気は大きく広がることが理論的に予想される。この大気を観測できれば、ハビタブル惑星理論の部分的検証につながる。本研究課題では、 高層大気構造モデルおよび大気散逸モデルを開発し、低温星まわりで予測される多様な地球型惑星に関して、中性酸素および中性水素の広がりを理論的に求める。 さらに、紫外線トランジット観測を想定した模擬観測スペクトルおよび光度曲線を作成し、 ハビタブル惑星の検出可能性および理論の検証可能性を定量化する。本年度は、光化学・大気放射(非局所熱平衡)・渦拡散等を考慮した鉛直1次元熱圏モデルを開発した。現在の地球と金星の熱圏を再現する高層大気モデルを、地球大気では実現しない高温環境で重要となってくる分子の光化学反応や放射冷却が適切に考慮し改良した。また、惑星形成モデルからは、水素等を多く含む還元的大気の存在も予測される。したがって、地球型の大気と異なり、還元的な成分を含む光化学反応ネットワークも導入した。一方、高層大気と低層大気の関係性を明らかにする必要がある。すでに、研究代表者らの炭素循環モデルでは、海水量と大気CO2量が関係づけ られている。しかし、想定する系外惑星は主星の近傍を周回し、自転と公転が同期している。 下層大気のように物質の水平方向循環が重要な場合、1次元モデルでは不十分である。そのため、研究協力者が地球型水惑星の射出限界の研究に用いた3次元大気大循環モデル(GCM)を利用し、3次元性の影響を評価した。

The rapid development of extraterrestrial research fields and the scientific object of extraterrestrial life are related to theoretical research. The difficulty of detecting the presence of the virus in the study of the virus is discussed. A breakthrough is expected for the next generation of space telescopes. The earth covers the vast expanse, the layer of neutral acids covers the low-temperature stars, and the extraterrestrial stars cover the vast expanse. This theory is based on the theory. This is the first time that we've seen this. This research topic is about the development of high-level high-temperature structure, high-temperature dispersion, low-temperature star prediction, multi-type earth-type star, neutral acid and neutral water theory. In this paper, ultraviolet ray detection is thought to determine, simulate, measure and measure the light curve to create, and quantify the possibility of detection and theoretical detection of ultraviolet ray. This year, the development of photochemistry, large emission (non-local thermal equilibrium) and vortex dispersion has been considered. The high temperature environment of Venus is important for improving the photochemical reaction and radiation cooling of molecules. The existence of a large number of elements, such as water and oxygen, is predicted. The composition of the earth's surface and the composition of the earth's surface include photochemical reactions. The relationship between a party, a high-level party and a low-level party is necessary. The relationship between the amount of seawater and the amount of CO2 in the carbon cycle is discussed. The star is near the main star, and the star is near the main star. The horizontal circulation of matter in the lower layer is important, and the first dimension is not very important. A study of the emission limits of Earth-type water stars using 3D large circulation (GCM) and 3D properties

项目成果

惑星大気形成進化論と系外惑星観測による検証

通过行星大气形成演化理论和系外行星观测进行验证

• 发表时间: 2022
• 作者: Sano H.;Yoshiike S.;Yamane Y.;Hayashi K.;Enokiya R.;Tokuda K.;Tachihara K.;Rowell G.;Filipovic M. D.;Fukui Y.;Iino Takahiro;生駒大洋
• 通讯作者: 生駒大洋

Formation, evolution, and detectability of diverse aqua planets

不同水生行星的形成、演化和可探测性

• 发表时间: 2022
• 作者: Seiji Kameno;Paulo Cortes;Edward Fomalont;et al.;生駒大洋
• 通讯作者: 生駒大洋

WSO-UV/UVSPEXを用いた紫外線トランジット観測によるTRAPPIST-1惑星の酸素大気の検出可能性の検討

使用 WSO-UV/UVSPEX 检验通过紫外线凌星观测探测 TRAPPIST-1 行星氧气大气层的可能性

• 发表时间: 2022
• 作者: 生駒大洋;中山陽史ほか
• 通讯作者: 中山陽史ほか

大気に隠された太陽系外惑星の正体と歴史を探る挑戦

发现隐藏在大气层中的系外行星的真实身份和历史的挑战

• 发表时间: 2021
• 作者: 生駒大洋

On the origin of metal-rich close-in gas giants: Planetesimals vs pebbles

关于富含金属的近距离气态巨行星的起源：星子与卵石

• 发表时间: 2021
• 作者: 生駒大洋;菊池健斗;木村真博;中山陽史;柴田翔
• 通讯作者: 柴田翔