原始惑星系円盤・系外惑星大気の化学構造研究から迫る、普遍的な惑星形成理論

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本研究課題は、原始惑星系円盤(以下、“円盤”)と系外惑星大気の化学構造計算と、最新の観測結果による裏付けを元に、普遍的かつ現実的な惑星形成理論を構築する事を目的としている。以下、平成30年度の研究実績概要を述べる。(1)昨年度に引き続き円盤内の化学反応計算と分子輝線の放射輸送計算を行い、高分散分光観測によるスノーラインの位置同定に有効な輝線の特徴・将来の多波長(赤外線~サブミリ波)での観測可能性の議論を進めた。なお私達の研究が評価され、スノーライン同定を目指したH2O輝線観測は、SPICAの中間赤外線高分散分光観測の重要サイエンスの1つにも取り上げられている。また従来の計算を拡張し、スノーライン位置や分子組成比分布の進化を探る事を目的として、円盤物理構造進化を考慮した化学反応計算のコード開発にも着手した。(2)代表者は昨年度までに、H2Oスノーラインの同定を目指したALMA円盤水輝線観測の申請を行い高い評価で採択され、一部観測が既に実施済みであった。本年度は配信されたデータを元に水輝線の探索やダスト連続波の構造調査などを進めた。更にその成果を自ら筆頭著者として1編の論文にまとめ、査読付国際学術誌に投稿、既に出版済みである。(3)系外惑星大気の化学構造と円盤内惑星形成環境の関係を探るべく、大気中の元素組成比としてEistrup et al. 2016の複数の円盤化学進化モデルの場合の値を採用した上で、化学平衡計算の手法を用いて系外ガス惑星大気の化学構造の計算・議論を行なった。その上で、現時点の成果を日本天文学会の年会等で報告した。(4)太陽型星の巨大黒点のサイズ分布やスーパーフレア星の性質について、Kepler宇宙望遠鏡を用いた測光観測、APOのARC3.5m望遠鏡を用いた高分散分光観測などを通じた研究を行なった他、恒星フレアの時間分解分光観測などについても研究を進展させた。