Probing the rocky and icy planetesimal formation through the two-dimensional simulations of gas and dust co-evolution

通过气体和尘埃共同演化的二维模拟探索岩石和冰冷的星子形成

• 批准号: 19J01929
• 负责人: 植田 高啓
• 金额: $ 3.08万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01929/
• 关键词: 惑星形成; 原始惑星系円盤; 天文学; 惑星科学; ダスト; 輻射輸送

本研究の目的は、円盤観測と数値シミュレーションの比較を通して、太陽系やスーパーアースのような固体惑星系の形成過程を明らかにすることである。2021度は、6本の筆頭論文、1本の共著論文を受理された。このうちの1本では、乱流境界線での岩石微惑星形成シミュレーションを通して、太陽系地球型惑星と力学的によく似た惑星系を形成する理論モデルを構築した。この中では、円盤進化最初期の円盤が高温な状態であれば乱流境界線が現在の地球軌道付近に来ること、特定の円盤条件下で太陽系地球型惑星を作るのに望ましい微惑星総量が得られること、形成された惑星が磁気円盤風の助けによって大きな軌道移動を免れることを示した。また、別に受理された論文では、乱流境界線での微惑星形成をALMAおよび次世代望遠鏡ngVLAで観測可能かどうか調べ、太陽より明るいHerbig Ae 型星周りの円盤であれば、ngVLAで乱流境界線を直接空間分解して観測できることを示した。この他に、スノーライン内側に堆積する岩石ダストがその背後に影を作ることに着目し、その影が円盤構造にどのような影響を与えるか調べた。その結果、岩石ダストが水氷に比べ30倍程度濃集していると、スノーライン背後の温度が30Kを下回ることがわかった。この温度低下は、太陽系の木星大気の揮発性物質の組成をよく再現しうる。これらと並行し、原始惑星系円盤CW TauのALMA多波長観測についての論文を執筆した。2019年度に私は、原始惑星系円盤TW Hyaの中心領域で、ミリ波散乱によってこれまでダスト質量を25倍過小評価していた可能性を指摘した。この本研究では、原始惑星系円盤CW TauをターゲットとしてALMA多波長観測を行い、ダスト質量の見積もりを行った。その結果、CW Tau円盤は従来の6倍近い200地球質量程度のダストをもつ可能性があることがわかった。

The purpose of this study is to investigate the relationship between the solar system and the formation of solid star systems. 2021 degrees, 6 written papers, 1 co-authored paper accepted. The theory of formation of planetary systems is based on the theory of planetary dynamics. In the initial stage of disk evolution, the disk is in a high temperature state, and the turbulence boundary line is close to the current Earth orbit. Under certain disk conditions, the solar system Earth-type stars are expected to operate in a small amount. In this paper, the author accepts that the turbulence boundary line and the formation of small stars are directly spatially decomposed by ALMA and ngVLA, the ngVLA and the Herbig Ae type star cycle. This is the first time that a rock has been deposited on the inside of a structure. As a result, the temperature of the rock is 30 times higher than that of the water. The temperature drop and the composition of volatile matter in Jupiter's atmosphere in the solar system will be restored. This paper was written by CW Tau and ALMA multi-wavelength measurement of the original star system. In 2019, the original satellite system TW Hya's central field, the wave scattered, the quality of the satellite was 25 times too small to be criticized. This study is based on the analysis of CW Tau in the original satellite system. As a result, CW Tau disk is 6 times closer to 200 Earth mass degrees.

项目成果

Planet formation theories constrained by millimeter disk observations

行星形成理论受到毫米盘观测的限制

• DOI: 10.14909/yuseijin.31.1_68
• 发表时间: 2022
• 期刊: Planetary People - The Japanese Society for Planetary Sciences
• 作者: 植田 高啓

Effect of Scattering on the Apparent Disk Brightness: Application to the Inner Region of the TW Hya Disk

散射对视盘亮度的影响：在 TW Hya 盘内部区域的应用

• 发表时间: 2019
• 作者: Takahiro Ueda;Akimasa Kataoka;Takashi Tsukagoshi
• 通讯作者: Takashi Tsukagoshi

Inner Solar System Formation via the Dust-Pileup at the Dead-Zone Inner Edge

死区内边缘的尘埃堆积形成内太阳系

• 发表时间: 2019
• 作者: Takahiro Ueda;Satoshi Okuzumi
• 通讯作者: Satoshi Okuzumi

HL Tau 円盤のSEDおよび偏光観測が示唆する円盤内側領域の極弱乱流

SED 和偏振观测表明 HL Tau 盘内部区域存在超弱湍流

• 发表时间: 2021
• 作者: Takahiro Ueda;Akimasa Kataoka;Takashi Tsukagoshi;Takahiro Ueda;植田高啓;植田高啓;植田高啓
• 通讯作者: 植田高啓

ミリ波散乱減光が原始惑星系円盤の質量推定に与える影響

毫米波散射调光对原行星盘质量估计的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: Takahiro Ueda;Akimasa Kataoka;Takashi Tsukagoshi;Takahiro Ueda;植田高啓;植田高啓;植田高啓;Takahiro Ueda;植田高啓;植田高啓
• 通讯作者: 植田高啓