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Theoretical modeling of planetesimal formation in protoplanetary disks based on combined effects of disk dynamics and dust coagulation

基于盘动力学和尘埃凝结综合效应的原行星盘中星子形成的理论模型

基本信息

批准号：
21K20385
负责人：
冨永遼佑
金额：
$ 2万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-08-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K20385/
关键词：
原始惑星系円盤ダスト微惑星流体不安定性

项目摘要

惑星の形成過程は未だ解明されていない．従来理論では，原始惑星系円盤に含まれる固体微粒子(ダスト)が合体成長し，キロメートルサイズの微惑星を形成した後に惑星ができると考えられている．この過程の中で，微惑星の形成が困難であるとわかっており，盛んに研究されている．本研究は，ダスト成長が駆動する新しい不安定性(coagulation instability)に注目し，それに基づくダスト成長・微惑星形成を明らかにすることを目指す．当該年度はまずcoagulation instabilityの非線形シミュレーションを行った研究を２本の論文としてまとめ，出版した．この研究では不安定性によるダスト濃集が，微惑星形成の困難であったダスト落下問題と衝突破壊問題の両方を解決できる可能性を示すものである．さらにダスト濃集後に起こる永年重力不安定性について多次元解析を行い微惑星形成への発展条件を精査し，論文１編を新たに投稿した．また非線形計算をもとに電波帯での円盤輻射場の時間進化を調べた．ミリ波・サブミリ波の輻射場にできるリング構造の幅はガススケールハイト程度以下でありビームによる平滑化の影響を強く受けることがわかった．またダストの濃集は起こる一方，サイズも大きくなるためリングは光学的に薄いということがわかった．このようなリング形成は短い時間で起こるため，微惑星形成後の衝突破片放出を考慮することが重要になる．数値実験に基づく簡易モデルから，微惑星質量の数パーセントを破片として再放出できれば観測されている円盤の明るさを説明できるとわかった．ダストサイズ分布を考慮した数値計算にも取り組んだ．当該年度はまず高次空間精度のコードを作成し，いくつかのパラメータでcoagualation instabilityの調査を試みた．現状の限定的な計算ではサイズ分布の影響で短波長モードが安定化することがわかった．

The formation process of galaxies has not been fully understood. In terms of theory, primordial galaxies contain solid particles (particles) to form a long ring, and the formation of microstars is related to the formation of microstars. In this study, the growth of the industry, the development of the new movement (coagulation instability), the growth of the basic information system, the growth of the star and the formation of the target index. In this year, there are two papers on the study of the coagulation instability. The publication of the book, the study of the uneasiness, the determination of the nature, the analysis of the data, the possibility of solving the problem, the possibility of solving the problem, Article 1. To edit a new document, to submit a copy of the paper. This is a non-linear calculation. The radio wave is used to calculate the time of the shooting range. The airwaves are located in the firing range of the airwave. the airwaves are in the range of airwaves. the amplitude of the airwaves is less than that of the aircraft. the image is smoothed and smoothed, and the image is forced to be affected by the airwaves. In order to improve the performance of the optical system, the thin film of the optical system is used in the optical system. The optical system is used to form a short-time alarm. After the formation of the micro-star, the breakout film is released after the formation of the microstar. it's important to know that it's important to know how to do it. The number of stars is measured, the fragments are broken, and then they are released. They are clearly displayed. They are distributed. They are distributed. They are calculated. In the same year, the high-order space precision test is completed. This is due to the fact that the calculation of the distribution of the coagualation instability is very important. The short wave length is stable and the stability is stable.