内部組成勾配を考慮したスーパーアースの内部構造と熱進化の理論的研究

考虑内部成分梯度的超级地球内部结构和热演化理论研究

• 批准号: 14J11515
• 负责人: 黒﨑 健二
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J11515/
• 关键词: 巨大氷惑星; 熱進化; 天王星; 太陽系; 内部構造; 大気放射; 系外惑星

採用第２年度目では，惑星大気中における組成の勾配，特に惑星大気における凝結を考慮した際，巨大氷惑星がどのような内部構造・熱進化をたどるかを検討した．本年度では，惑星大気構造および惑星内部構造計算手法の改良を行い，系外惑星だけでなく，太陽系内惑星にも応用可能なモデルを作成した．本研究では大気中の凝縮による影響を惑星熱進化モデルに取り入れ，太陽系内の巨大氷惑星の熱進化計算に応用した．計算の結果，凝縮物の効果を考慮することで，大気中の温度が上昇し，熱進化の時間スケールが短縮されることがわかった．これによって，惑星の熱進化による冷却が促進される効果が確認され，天王星の放射強度を説明可能となった．私が行った計算の結果では，天王星大気中に多量の氷成分の存在が示唆されたため，天王星は形成初期に大気中に多量な氷成分を持つようなイベント，例えば巨大衝突のような大規模なイベントを経験していたことを示唆している．このような巨大衝突イベントがあったことは，天王星に見られる他の要素（自転軸傾斜角，衛星の軌道面）を説明する上でも整合性がとれている．これらの研究成果は，今後惑星形成理論，とくに観測から形成直後の状態を制約するための手法を確立することができた．今後は形成直後に過程した状態が，実際にどのように起こるのか，隕石や大気組成など他の物質化学的な状態にどのような影響を残すのかを多角的に議論する必要がある．本研究の成果は，今後系外惑星および太陽系内惑星の起源と観測を結びつける上で重要な役割を果たし，これらの研究を軸にして惑星形成論を検証する枠組みを提案していきたいと考えている．

In the second year, the composition of the star system was matched, and the condensation of the star system was considered. The internal structure and thermal evolution of the star system were discussed. This year, we have improved the calculation method of the internal structure of the stars and the structure of the stars outside the solar system. We have also improved the calculation method of the internal structure of the stars. This study is aimed at calculating the thermal evolution of giant stars in the solar system. As a result of the calculation, the condensation effect is taken into account, the temperature in the atmosphere increases, and the time of thermal evolution decreases. The thermal evolution of Uranus is promoted by cooling and confirmed by radiation intensity. The results of calculation show that there are many elements in Uranus in the early stage of Uranus formation. For example, there are many elements in Uranus in the early stage of Uranus formation. Uranus is a great conflict, and its elements (inclination angle from the axis, orbital plane of the satellite) are explained in terms of integration. The research results show that the theory of star formation in the future is based on the theory of star formation and the method of star formation. In the future, it is necessary to discuss the formation of direct process and state, in fact, the composition of meteorites, the chemical state of other substances, the influence of residues and the multi-angle discussion. The results of this study are important for the future study of the origin of stars outside the solar system and the formation of stars in the solar system.

项目成果

The thermal evolution of ice giants with the effect of the condensation of water, ammonia, and methane in the atmosphere

大气中水、氨和甲烷凝结作用下冰巨星的热演化

• 发表时间: 2016
• 作者: M. Shimizu;H. Usui;H. Sakaguchi;K. Kurosaki & M. Ikoma
• 通讯作者: K. Kurosaki & M. Ikoma

大気中の氷成分凝縮がもたらす天王星熱 進化問題への示唆

大气中冰成分凝结带来的天王星热量：对进化问题的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: 黒崎健二;生駒大洋
• 通讯作者: 生駒大洋

巨大氷惑星の熱進化における氷成分凝縮による熱進化への影響

冰成分凝结对巨冰行星热演化的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: 黒崎健二;生駒大洋
• 通讯作者: 生駒大洋

The effect of the condensation of ice materials in the atmosphere on the thermal evolution of ice giants

大气中冰物质的凝结对冰巨星热演化的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: H. Usui;K. Wasada;M. Shimizu;H. Sakaguchi;Yoshihiro Katsura;坂田拓馬，薄井洋行，清水雅裕，坂口裕樹;K. Kurosaki & M. Ikoma
• 通讯作者: K. Kurosaki & M. Ikoma

Impact of the compositional gradient on the theoretical estimate of the hydrogen-helium mass fraction of hot-Neptunes

成分梯度对热海王星氢氦质量分数理论估计的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: Kenji Kurosaki;Masahiro Ikoma
• 通讯作者: Masahiro Ikoma