太陽系最古の物質から探る原始惑星系円盤初期のダスト分布

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本研究は微惑星形成過程の解明に向け、理論と観測の両面から、原始惑星系円盤初期のダスト分布を明らかにすることを目的としている。H28年度の研究成果は以下の２点に要約される。(1) 初年度の結果より、低密度なダストの凝集体(アグリゲイト)の光学特性 (Tazaki et al. 2016)と3次元輻射輸送計算を組み合わせた原始惑星系円盤の観測予測と実際の円盤観測との比較を行った。その結果、近赤外線における円盤の散乱強度と偏光強度の両方が、低密度アグリゲイトの存在によって無矛盾に説明可能であることが示された。さらに、観測モデリングから、低密度アグリゲイトの半径や、構成微粒子の半径を求めることに成功した。こうした低密度なダスト・アグリゲイトは、微惑星形成過程において重要な役割を果たすことが理論的に指摘されており、原始惑星系円盤においてその存在が初めて観測的に確かめられた。現在、上記の研究成果を纏めた論文を投稿準備中である。(2) 近年の原始惑星系円盤の中間赤外線・(サブ)ミリ波での偏光撮像観測の進展を契機に、円盤における偏波の起源に関する理論的な研究を行った。その結果、原始惑星系円盤の(サブ)ミリ波域での偏波の電場ベクトルの向きは、磁力線の向きとは無関係に決まっている可能性が高いことが示された。さらに、円盤中のダストは輻射フラックスの向きに対して整列する可能性があることを指摘した。次に、円盤表層部においては、ダストが磁場に対して整列し得ることを示した。また、これらの磁場に対して整列しているダストは、中間赤外線の偏光撮像観測によって観測できることが明らかとなった。得られた研究成果を査読付き国際学術誌に投稿し、受理されている (Tazaki, Lazarian & Nomura 2017)。