恒星を取り囲む彗星雲の起源と進化についての研究

恒星周围彗星云的起源和演化研究

基本信息

批准号：
03J03136
负责人：
樋口有理可
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J03136/
关键词：
惑星系彗星数値計算彗星雲惑星系形成

项目摘要

恒星を取り囲む彗星雲の起源と進化の解明へむけて、微惑星の軌道進化の数値シミュレーションを行なった。彗星雲は微惑星が2段階の力学進化、すなわち(1)惑星散乱による遠日点距離の増大、(2)銀河潮汐力などの外力による近日点距離の増大、を経て形成されたと考えられている。本年度は第1段階の解明の結果を、論文にまとめ、さまざまな学会で発表した。また並行して第2段階の解明も進め、論文にまとめた。第1段階では、初期条件として中心星と1個の円軌道の惑星からなる惑星系を想定した。そこに任意の軌道要素を持つ微惑星を置き、円制限三体問題のモデルの下で微惑星の軌道進化を数値計算した。数値計算結果を元に、微惑星の運命(惑星への衝突・惑星系外への脱出・軌道長半径の増大)の確率の、微惑星軌道要素、惑星の質量・軌道長半径への依存を解明した。またそれらを再現する簡単な解析的表記の導出に成功した。この結果より、太陽系の彗星雲(オールト雲)の形成に最も寄与した惑星は木星であると推測した。また、惑星散乱により彗星雲候補となる微惑星の確率とその軌道長半径の分布を推定することができた。第2段階では、近日点を惑星領域に、遠日点を中心星から数千AU以遠に持つ微惑星の軌道が銀河潮汐力によりどのように進化するかを用いて調べた。数値計算だけでなく永年摂動論を用いた解析的解釈も取り入れた。ここでは、銀河潮汐力の、銀河面に対して垂直方向の成分のみを扱った。その結果、太陽系の環境では、長周期彗星の観測から予測されるようなオールト雲の形成は、銀河潮汐力だけでは形成されないことがわかった。オールト雲を再現するには、恒星や巨大分子雲との遭遇が不可欠であることを示すことができた。また、銀河の恒星密度が異なる場合や、惑星系の銀河面に対する傾斜角が太陽系と異なる惑星系に形成される彗星雲の姿を予測した。

为了阐明恒星周围彗星云的起源和演变，我们对行星的轨道演变进行了数值模拟。据信，彗星云是由行星通过机械进化的两个阶段而形成的，即（1）由于行星散射引起的apohelion距离增加，以及（2）由于外部力量（例如星系潮汐力）而导致的围栏距离增加。今年，第一阶段的结果被汇编成论文，并在各种学术会议上提出。同时，我们还在第二阶段工作，并将其编译成纸。在第一阶段，我们假设一个行星系统由中央恒星和一个圆形轨道作为初始条件的行星组成。我们放置了一个带有任何轨道元素的行星，并在圆圈限制的三体问题的模型下，将行星数值计算的轨道演变放置。基于数值计算结果，我们阐明了行星命运的概率（与行星碰撞，逃离行星系统的碰撞以及轨道半径的增加）对行星轨道元素，质量和轨道半径的依赖性。我们还成功得出了一个简单的分析符号来重现这些符号。基于这些结果，据估计，木星是对太阳系中彗星云（ORT云）形成最大的行星。此外，行星散射使我们能够估算一个候选cometbula及其轨道半径分布的行星的概率。在第二阶段，我们调查了与围围层的行星轨道作为行星区域和数以千计的apohelion在中央恒星中的数千个AU的旋转，这是由于银河系潮汐力而发展的。它还使用长期存在的扰动理论（不仅是数值计算）结合了分析解释。在这里，仅处理垂直于银河面的银河潮汐力的成分。结果，发现在太阳系的环境中，正如长期观察到的，无法由银河系潮汐力形成正常云的形成。它能够证明遇到恒星和大分子云对于重新创建Oort云至关重要。我们还预测了在行星系统中形成的彗星云的出现，在行星系统中，星系中的星形密度与太阳系中的星形密度不同，而行星系统的星系平面的倾斜角与太阳系的倾斜度不同。