Unveiling the planet formation by ALMA polarization observations

通过 ALMA 偏振观测揭示行星形成

基本信息

批准号：
18K13590
负责人：
片岡章雅
金额：
$ 2.75万
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 Early-Career Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K13590/
关键词：
惑星形成原始惑星系円盤電波観測偏光 ALMA

项目摘要

惑星形成分野の大目標は、惑星がどう形成したかを理論的に解明し、それを観測的・実験的に検証することである。惑星の形成過程は、例えば生命の根源物質がどのように地球にやってきたのか、そのような条件は普遍的なのかといった問いへの答えへとつながっている。惑星が誕生する現場である原始惑星系円盤は、天文観測によって幅広く観測されてきた。特にダストの質量やサイズの測定は、惑星形成段階の指標として重要視されてきた。その中で我々は、これまでの研究によって、ALMAの偏光観測から原始惑星系円盤におけるダストサイズを推定する手法を発展させてきた。ダストサイズの測定は、惑星形成における惑星の種が大きくなる過程そのものであり、まさに惑星のできつつある瞬間を直接観察することに対応する。我々の進めてきた偏光観測は一定の成功を収めてきた一方で、これまでの研究において行われてきた多波長連続波解析によるダストサイズ測定手法との乖離が問題となっていた。その中で本年度は、CW Tauという原始惑星系円盤のALMAデータ解析結果の発表を行った。この天体は偏光が検出されており、かつ多波長連続波解析に適している。その結果、この天体に関しては、多波長連続波解析の結果は強く光学的厚みの影響を受けており、ダストサイズ測定には適切でないことが判明した。その一方で、ダストの質量に関してはこれまでにない良い制限をつけることに成功し、重力不安定に近い程度に重い円盤であることが判明した。本天体は典型的な原始惑星系円盤の一つとして捉えれば、本研究結果は、惑星の材料物質であるダストは比較的コンパクトに分布しつつ重たいという描像を示唆している。

行星形成领域的主要目标是从理论上理解行星如何观察和实验性地验证这一行星。行星的形成导致回答诸如生命的原理如何进入地球以及这种情况是否普遍的问题。 Protoplanetary磁盘是行星诞生的位置，通过天文观测广泛观察到。特别是，尘埃质量和大小的测量被认为是行星形成阶段的指标。在这项研究中，我们开发了一种方法，可以从阿尔玛的极化观察结果中估算原星盘中的灰尘尺寸。尘埃尺寸的测量是在行星形成中种植行星物种的过程，与直接观察行星形成的时刻相对应。尽管我们的两极分化观察结果已经成功，但问题是它们使用了先前研究中已经进行的多波长连续波分析与尘埃尺寸测量方法有所不同。今年，我们宣布了ALMA数据分析的结果，称为CW Tau。该天体已检测到极化光，适用于多波连续波分析。结果，发现多波连续波分析的结果受光厚度的强烈影响，并且不适合测量灰尘尺寸。另一方面，它在尘埃质量上已经成功地提出了比以往任何时候都更好的极限，并且被发现是一个重型磁盘，几乎与重力不稳定一样重。如果我们将主要对象视为典型的原球磁盘之一，那么这项研究的结果表明，尘埃是行星的材料，是相对紧凑的且重型的。

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Rotational Disruption of Porous Dust Aggregates due to Gas Flow in Protoplanetary Disks

原行星盘中气流引起的多孔尘埃聚集体的旋转破坏

DOI：
10.3847/1538-4357/abf5d9
发表时间：
2021
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Tatsuuma Misako;Kataoka Akimasa
通讯作者：
Kataoka Akimasa

Effect of dust size and structure on scattered-light images of protoplanetary discs

尘埃尺寸和结构对原行星盘散射光图像的影响

DOI：
10.1093/mnras/stz662
发表时间：
2019
期刊：
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
影响因子：
4.8
作者：
Tazaki;R.;Tanaka;H.;Muto;T.;Kataoka;A.;& Okuzumi;S.
通讯作者：
S.

Solving Grain Size Inconsistency between ALMA Polarization and VLA Continuum in the Ophiuchus IRS 48 Protoplanetary Disk

DOI：
10.3847/1538-4357/abaab4
发表时间：
2020-07
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
S. Ohashi;A. Kataoka;N. van der Marel;C. Hull;W. Dent;A. Pohl;P. Pinilla;E. V. van Dishoeck
通讯作者：
S. Ohashi;A. Kataoka;N. van der Marel;C. Hull;W. Dent;A. Pohl;P. Pinilla;E. V. van Dishoeck

Ludwig-Maximilians-University Munchen/Heidelberg University(ドイツ)

慕尼黑路德维希马克西米利安大学/海德堡大学（德国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Measuring the grain size and finding the magnetic fields by ALMA polarization

通过 ALMA 极化测量晶粒尺寸并寻找磁场

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Wang Tao;Elbaz David;Daddi Emanuele;Liu Daizhong;Kodama Tadayuki;Tanaka Ichi;Schreiber Corentin;Zanella Anita;Valentino Francesco;Sargent Mark;Kohno Kotaro;Xiao Mengyuan;Pannella Maurilio;Ciesla Laure;Gobat Raphael;Koyama Yusei;Akimasa Kataoka
通讯作者：
Akimasa Kataoka