Planetesimal formation process explored by calculations of the material strength of small bodies in our solar system

通过计算太阳系小天体的物质强度探索星子形成过程

• 批准号: 19J20351
• 负责人: 辰馬 未沙子
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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-19J20351/
• 关键词: 微惑星形成; ダスト; 原始惑星系円盤; 引張強度; 圧縮強度; 小惑星; 彗星; 太陽系外縁天体; せん断強度

惑星はどのように形成されるのだろうか？惑星形成論において、まず0.1ミクロンサイズのダスト粒子が付着成長し、kmサイズの微惑星になると考えられている。このダスト成長の途中で形成されるダスト集合体は非常に低密度であることが理論的に予想されている。しかし、ALMAなどの天文観測によると、円盤内のダスト集合体は0.1 mmサイズで高密度であることが示唆されている。すなわちダスト集合体には何らかの圧縮過程が必要であるが、よくわかっていない。このように、惑星形成過程はまだ解明されていない。そこで我々は太陽系のkmサイズ天体に着目した。特に、微惑星の生き残りだと考えられている彗星や小惑星に着目し、ダスト集合体の物質強度を用いて彗星や小惑星からダスト成長過程を明らかにした。本研究では、ダスト集合体の物質強度を定式化し、彗星や小惑星に応用した。まず、ダスト粒子の接触の物理を考慮した数値シミュレーションを用いてダスト集合体の引張強度と圧縮強度を計算し、定式化を行った。次に、ダスト集合体の引張強度を彗星と比較した。さらに、ダスト集合体の圧縮強度を用いて自己重力とつりあうバルク密度とサイズを計算し、彗星や小惑星と比較した。これらの結果を合わせると、彗星は構成粒子半径が1ミクロンのダスト集合体で説明できることがわかった。これは、これまで仮定されてきた星間ダストサイズの0.1ミクロンではなく、1ミクロンサイズのダスト粒子が惑星形成に必要であることを示唆している。また、ALMAで観測されている高密度なダスト集合体を作るには、100 kmサイズ以上の微惑星の自己重力による圧縮が必要であることを明らかにした。これは、円盤内に存在しているダスト集合体が微惑星の破片であることを示唆している。本研究について、4件の国内会議口頭発表を行った。

Does the cratering star だろう ように ように form される だろう だろう? Theory of planet formation に お い て, ま ず 0.1 ミ ク ロ ン サ イ ズ の ダ ス ト particle が pay growth し, km サ イ ズ の micro planet に な る と exam え ら れ て い る. こ の ダ ス ト growth の way で form さ れ る ダ ス ト aggregate は very に low density で あ る こ と に が theory to think さ れ て い る. し か し, ALMA な ど の astronomical 観 measuring に よ る と, has drifted back towards &yen; disc の ダ ス ト aggregate は 0.1 mm サ イ ズ で high-density で あ る こ と が in stopping さ れ て い る. The すなわちダスト collective body に に and ら が the <s:1> compression process が is necessary であるが and よくわ って って な な な. Youdaoplaceholder0 ように, explanation of the formation process of a craters まだ まだ されて な な な. Youdaoplaceholder0 で で I 々 々 solar system <s:1> kmサ ズ ズ celestial bodies に are looking at た. Confused に, micro star の raw き residual り だ と exam え ら れ て い る comet や small planet に mesh し, ダ ス ト aggregate の material strength を い て comet や small planet か ら ダ ス ト growth process を Ming ら か に し た. In this study, で で and ダスト aggregates use を to determine the intensity of <s:1> matter, and comets や and small platers に応 use た た. ま ず, ダ ス ト particle physics の contact の を consider し た the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い て ダ ス ト aggregate の extension and strength と を calculation し 圧 shrink strength, demean を line っ た. Comparison of the <s:1> tension intensity of を comets と in the following に and ダスト aggregates た. さ ら に, ダ ス ト aggregate の 圧 shrink strength を い て their gravity と つ り あ う バ ル ク density と サ イ ズ を し calculation, the comet や small planet と compare し た. こ れ ら の result を わ せ る と, comet は が particle radius 1 ミ ク ロ ン の ダ ス ト aggregate で illustrate で き る こ と が わ か っ た. こ れ は, こ れ ま で 仮 set さ れ て き ダ between た star ス ト サ イ ズ の 0.1 ミ ク ロ ン で は な く, 1 ミ ク ロ ン サ イ ズ の ダ ス ト particle が planet formation に necessary で あ る こ と を in stopping し て い る. ま た, ALMA で 観 measuring さ れ て い る high-density な ダ ス ト aggregate を as る に は, 100 km サ イ ズ confused の micro star の above their gravity に よ る 圧 shrinkage が necessary で あ る こ と を Ming ら か に し た. こ れ は に existence, has drifted back towards &yen; dish し て い る ダ ス ト aggregate confused が micro star の fragment で あ る こ と を in stopping し て い る. This study に に て て て, 4 items presented orally at domestic conferences を った.

项目成果

高空隙ダストの引張強度と原始惑星系円盤内での回転による破壊

高孔隙率灰尘的拉伸强度和原行星盘内旋转造成的破坏

• 发表时间: 2020
• 作者: Tatsuuma Misako;Kataoka Akimasa;Tanaka Hidekazu;辰馬未沙子;辰馬未沙子;辰馬未沙子;辰馬未沙子;Misako Tatsuuma;辰馬 未沙子;Misako Tatsuuma;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子
• 通讯作者: 辰馬 未沙子

Tensile Strength and Rotational Disruption of Highly Porous Dust Aggregates in Protoplanetary Disks

原行星盘中高孔隙尘埃聚集体的拉伸强度和旋转破坏

• 发表时间: 2019
• 作者: Tatsuuma Misako;Kataoka Akimasa;Tanaka Hidekazu;辰馬未沙子;辰馬未沙子;辰馬未沙子;辰馬未沙子;Misako Tatsuuma;辰馬 未沙子;Misako Tatsuuma;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;Misako Tatsuuma;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;Misako Tatsuuma
• 通讯作者: Misako Tatsuuma

ダスト集合体の物質強度で探る太陽系小天体形成過程

利用尘埃聚集体的物质强度探索太阳系小天体的形成过程

• 发表时间: 2021
• 作者: Tatsuuma Misako;Kataoka Akimasa;Tanaka Hidekazu;辰馬未沙子;辰馬未沙子;辰馬未沙子;辰馬未沙子
• 通讯作者: 辰馬未沙子

辰馬 未沙子さんが令和3年度東京大学理学系研究科の研究奨励賞を受賞

辰间美佐子荣获东京大学研究生院理学研究科颁发的 2021 年研究鼓励奖。

原始惑星系円盤内でのガス流が引き起こす高空隙ダストの自転による破壊

原行星盘内气流引起的高孔隙率尘埃旋转造成的破坏

• 发表时间: 2020
• 作者: Tatsuuma Misako;Kataoka Akimasa;Tanaka Hidekazu;辰馬未沙子;辰馬未沙子;辰馬未沙子;辰馬未沙子;Misako Tatsuuma;辰馬 未沙子;Misako Tatsuuma;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子;辰馬 未沙子
• 通讯作者: 辰馬 未沙子