ペブル降着モデルに基づいた連星系における惑星形成理論の確立

基于卵石吸积模型的双星系统行星形成理论的建立

• 批准号: 20J20681
• 负责人: 桑原 歩
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20681/
• 关键词: 原始惑星系円盤; ダスト; 惑星形成; 流体計算; ペブル集積; ペブル降着; 連星系

特別研究員の採用3年目では、原始惑星系円盤内(以下、円盤)に埋もれた成長途中の惑星が周囲のガスとダストに及ぼす影響に着目した研究を行った。近年の円盤観測から、円盤内のダストの空間分布にリング・ギャップ構造と呼ばれる構造が多数見つかっている。この構造の起源として円盤内に存在する惑星の影響が議論されている。今年度は、最新の高解像度3次元流体計算から明らかになった惑星周りのガスの流れ場に着目し、ガス流れ場が小さなダストの運動を変化させることによってダストのリング・ギャップ構造が形成されることを数値的に解明した。ダストのリング・ギャップ構造形成に関する従来研究の多くが木星質量程度の大質量惑星を想定する一方、我々が行った研究は地球質量程度の小質量惑星でもリング・ギャップ構造形成が可能であることを示した点で新しく、研究成果をまとめた論文は国際誌に掲載済である。また、複数の学会発表も行った。さらに、本年度の後半には数値計算結果と整合的な解析モデルの構築にも取り組んだ。3次元流体計算は計算コストがかかるため、幅広いパラメータに対して研究を行うことは困難である。我々は流体計算結果の詳細な解析を行い、惑星周りのガス流れ場の物理的・幾何学的性質を明らかにすることで、流体計算結果と整合的な解析式の導出に成功した。得られた解析式を用いることで、惑星が駆動するガス流れ場、及びガス流れ場の影響下でのダストの運動をモデル化することが可能になると期待される。将来的には円盤観測結果とのより定量的な比較も行えるようになり、円盤内で進行する惑星形成過程のさらなる理解に繋がるだろう。これらの研究成果に基づき複数の学会発表を行っており、研究成果をまとめた論文は近々国際誌に投稿予定である。

Special researcher の adopts three years mesh で は confused, original galaxy has drifted back towards &yen; disc (hereinafter, has drifted back towards &yen; plate) に buried も れ た growth way の planet が weeks 囲 の ガ ス と ダ ス ト に and ぼ す influence に the mesh し た を line っ た. の in recent years has drifted back towards &yen; disk 観 measuring か ら, has drifted back towards &yen; disc の ダ ス ト の spatial distribution に リ ン グ · ギ ャ ッ プ tectonic と shout ば れ る tectonic が most see つ か っ て い る. The structure of <s:1>, its origin, と, て, に, the existence of する star in the pan, its influence, が, discussion, されて, る, る. Our latest の は, high resolution three dimensional flow calculation か ら Ming ら か に な っ た planet weeks り の ガ ス の れ field に mesh し, ガ ス れ field が small さ な ダ ス ト を の movement - the さ せ る こ と に よ っ て ダ ス ト の リ ン グ · ギ ャ ッ が プ structure form さ れ る こ と を に of the numerical interpret し た. ダ ス ト の リ ン グ · ギ ャ ッ プ に structure formation masato す る 従 to study more than の く が の massive planet Jupiter quality degree を scenarios す る side, I 々 が line っ は た research degree of earth's mass quality and confused star の small で も リ ン グ · ギ ャ ッ プ が structure formation may で あ る こ と を shown し た point で new し く, research を ま と め た paper は international volunteers に first white jasmines 済 Youdaoplaceholder0. Youdaoplaceholder0, plural また. Learn to express また and った. Youdaoplaceholder0, the な analysis of the と integration of the value calculation results of the second half of the <s:1> of this year モデ んだ, モデ モデ に, <s:1> construction of に, に, に, and んだ. Three dimensional fluid は calculation コ ス ト が か か る た め, picture hiroo い パ ラ メ ー タ に し seaborne て を line う こ と は difficult で あ る. I 々 は fluid calculation results の detailed analytical line を い な, planet weeks り の ガ ス の れ field physics, geometry properties を Ming ら か に す る こ と で, fluid calculation results と integrated な analytical の export に successful し た. Have ら れ た analytical を with い る こ と で, planet が 駆 dynamic す る ガ れ ス flow field, and び ガ の れ ス flow field under the influence of で の ダ ス ト の movement を モ デ ル change す る こ と が may に な る と expect さ れ る. Future に は has drifted back towards &yen; disk 観 measurement results と の よ り quantitative な compare も line え る よ う に な り, has drifted back towards &yen; disc で す る planet formation の さ ら な る understand に 繋 が る だ ろ う. こ れ ら の research に base づ き plural の learn 発 table line を っ て お り, research を ま と め た paper は nearly 々 international volunteers contribute に designated で あ る.

项目成果

Influence of protoplanet-induced gas flow on pebble accretion: Implications for the dichotomy between inner super-Earths and outer gas giants

原行星引起的气流对卵石吸积的影响：对内部超级地球和外部气体巨星之间二分法的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: Kuwahara Ayumu;Kurokawa Hiroyuki
• 通讯作者: Kurokawa Hiroyuki

Dust ring and gap formation by gas flow induced by low-mass planets embedded in a protoplanetary disk

嵌入原行星盘中的低质量行星引起的气流引起的尘埃环和间隙形成

• 发表时间: 2022
• 作者: 桑原 歩;黒川 宏之;谷川 享行;井田 茂
• 通讯作者: 井田 茂

原始惑星系円盤内に埋没した原始惑星周りの 3 次元ガス流構造：その形態とペブル降着への影響

埋藏在原行星盘中的原行星周围的三维气流结构：其形态及其对卵石吸积的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: Kurokawa Hiroyuki;Tanigawa Takayuki;黒川 宏之;黒川 宏之;桑原 歩
• 通讯作者: 桑原 歩

Influences of protoplanet-induced three-dimensional gas flow on pebble accretion

• DOI: 10.1051/0004-6361/202039153
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: Astronomy & Astrophysics
• 影响因子: 6.5
• 作者: Ayumu Kuwahara;H. Kurokawa

Gas flow induced by protoplanets: Influences on pebble accretion

原行星引起的气流：对卵石吸积的影响

• DOI: 10.14909/yuseijin.31.3_203
• 发表时间: 2022
• 期刊: Planetary People - The Japanese Society for Planetary Sciences
• 作者: Sahu;Kailash C.; Anderson;Jay; Casertano;Stefano and Suzuki;Daisuke et al.;Ferrazzoli Riccardo et al.;桑原 歩
• 通讯作者: 桑原 歩