原始惑星系円盤の磁気流体力学的進化と惑星系形成過程

点击翻译按钮获取中文摘要

惑星系は若い星を取り囲む原始惑星系円盤の中で形成される。この円盤の形成当初には、星間ガスと共に固体微粒子であるダストも星間空間から取り込まれ、それらが一様に混ざっていたと考えられている。一方、現在の太陽系では固体成分のほとんどは木星型惑星のコアや地球型惑星として存在し、ガスは惑星間空間にはほとんど存在しない。従って、惑星系形成過程を理解するためには、円盤中でガスとダストがどのような進化をたどったのかを明らかにする必要がある。しかし、その理論的解明はまだ不十分な点が多い。特に、惑星系形成における磁場の効果はまだほとんど考えられていない。本研究では、円盤ガスの流体シミュレーションをガスとダストの二相系に発展させ、さらにガスとダストの相互作用や磁場の効果を解析した。ダストの運動を追跡する計算プログラムを作成し、磁気流体コードに組み込むことに成功した。そして、局所的な磁気乱流中でのダスト同士の相対速度分布などの運動状態の特徴を明らかにした。ダストの運動はガス抵抗を強く受けるが、'抵抗力の大きさはダストのサイズに依存する。そこで、様々なサイズ分布を仮定して、合体成長過程への依存性を詳しく解析する。また、乱流の性質とダストの成長過程の関係も明らかにしたい。非常に面白い結果としては、乱流中のダストは一様に拡散するのではなく、局所的に集積する特徴があることが明らかになった。