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磁気回転不安定性の非一様な成長による原始惑星系円盤ガスの回転速度変化と微惑星形成

由于磁旋转不稳定性的不均匀增长，原行星盘气体和星子形成的旋转速度发生变化

基本信息

批准号：
08J08778
负责人：
加藤真理子
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

ガスとダストから成る原始惑星系円盤において、ダストが集積し、自己重力不安定を起こすことで微惑星が形成されると考えられているが、その詳細な過程はまだ解明されていない。本研究では、この問題に対して、円盤内の磁場と差動回転する電離ガスが誘発する磁気回転不安定性(Magnetorotational Instability : MRI)に注目した。円盤内の磁場強度やガス電離度が動径方向によって異なるとき、MRIは一部領域でのみ励起し、その結果、ダスト落下をせき止め、ダスト集積を促す状態となる。本研究ではこれまでに、3次元磁気流体シミュレーションに超粒子(ダスト)を加えた計算を行い、MRI成長からダスト集積、自己重力不安定による微惑星形成の過程を再現し、その詳細を調べてきた。自己重力不安定を引き起こすには、ダスト自己重力が熱変動を上回らなければならない。つまり、ダスト密度が高く、ダストの速度分散が小さいことが条件となる。本研究の微惑星形成モデルにおいてこれらの値は、初期の磁場構造・電離度構造、初期ダスト/ガス密度比、ダストサイズによって異なることが、ダスト自己重力場なしのシミュレーションによりわかっている。そこで本年度は、これらの結果を用い、ダスト自己重力と熱変動を計算し、自己重力不安定が起きる条件を解析的に求めた。その結果、本研究のモデルにおける微惑星形成可能条件として(1)弱乱流状態(初期の磁場構造・電離度構造に制限が与えられる)、(2)数十センチのダスト、(3)初期ダスト(数十センチ)面密度>標準モデル(Hayashi 1981)の約30パーセントがあげられることを示した。また、この条件が満たされる原始惑星系円盤内の領域や、他の微惑星形成モデルとの比較についても議論を進め、まとめた。

The detailed process of the formation of the original star system is explained in detail by the analysis of the formation of the original star system, the accumulation of the original star system and the gravitational instability of the original star system. This study focuses on magnetic resonance instability (MRI) induced by magnetic field and differential resonance in the disk. Magnetic field strength and ionization in disk vary from radial direction to radial direction. MRI results in excitation in a region, and concentration in a region. In this study, the process of superparticle formation in three-dimensional magnetic fluids, MRI growth, aggregation, and gravitational instability is reconstructed and detailed. The gravity is unstable, and the gravity is unstable. High density, low speed dispersion, low density, low density, In this study, the micro-star formation parameters include initial magnetic field structure, ionization degree structure, initial density ratio, initial gravity field structure, and initial gravity field structure. This year, the results of gravity and thermal fluctuation are calculated and analyzed. As a result, the possible conditions for the formation of micro-stars in this study are shown as follows: (1) weak turbulence state (initial magnetic field structure and ionization degree structure are limited),(2) tens of degrees of turbulence state,(3) initial degree of turbulence state (tens of degrees of turbulence) area density> standard degree of turbulence state (Hayashi 1981) and about 30 degrees of turbulence state. The original star system is composed of two parts: the original star system, the original star system, and the original star system.