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A New Model of Magnetic Turbulence and Dust Growth Including Electron Heating in Protoplanetary Disks

磁湍流和尘埃生长的新模型，包括原行星盘中的电子加热

基本信息

批准号：
17J10129
负责人：
森昇志
金额：
$ 1.22万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J10129/
关键词：
原始惑星系円盤惑星形成磁気流体力学

项目摘要

今年度は、乱流が十分に抑制されている原始惑星系円盤における温度構造の研究を論文にまとめ国際誌”The Astrophysical Journal”に掲載した。原始惑星系円盤の温度構造は、円盤の観測と比較する上でも非常に重要な物理量である。従来、特に円盤の内側の温度構造は、円盤ガスが中心星方向に降着する時に発生する重力ポテンシャルの解放によって決まっていると考えられていた。我々は、円盤のガス降着メカニズムと加熱プロセスをシミュレーション内で整合的に扱い解析することで、この降着加熱がどれほど円盤の加熱に寄与するかを調べた。その結果、円盤の加熱が円盤表面で起きるために、従来考えられているほど円盤内部の温度上昇に寄与しないことが分かった。さらに降着エネルギーの大部分が円盤風として円盤外へと流出するために、従来の予想より温度が低くなることを見出した。以上の結果は、スノーラインの進化の理論予測に大きな影響を及ぼす。スノーラインとは、その内側ではダスト粒子中の水が蒸発するような温度境界である。このスノーラインの位置および進化を知ることが、地球のような定含水率惑星の形成過程を知る上で重要である。上記の我々の研究が示唆するのは、降着加熱が効かないために、円盤形成段階にある早期の円盤でもスノーラインが岩石型惑星形成領域の内側に位置しうるということである。スノーラインより外側で形成された惑星は含水率が非常に高くなってしまい現在の観測事実と一致しない。そのため、岩石型惑星が円盤内側で形成後、現在の位置に移動したことを示唆する。以上の結果は博士論文としてまとめ、オープンアクセスとして公開している。以上の結果には電子加熱を考慮していないが、電子加熱は円盤の磁場構造に影響を与える可能性がある。その影響の詳細な評価については今後引き続き研究してゆく。

This year's study on temperature structure of primitive planetary systems was published in "The Astrophysical Journal". The temperature structure of the disk of the primitive stellar system is very important for the comparison of the temperature measurement of the disk The temperature structure of the inner side of the disk is different from that of the central star. The heating system is integrated into the heating system, and the heating system is adjusted accordingly. As a result, the heating of the disk starts from the surface of the disk, and the temperature inside the disk rises. Most of the time, the temperature is low. The above results have great influence on the theoretical prediction of the evolution of the system. The water in the particles evaporates and the temperature ranges are different. It is important to know the location and evolution of the earth's water content and the formation process of stars. The above research shows that the heating process is in the middle of the formation stage of the disk, and the early stage of the disk is in the inner part of the formation field of the rock type. The moisture content of the water is very high, and the water content is very consistent. After the formation of the rock type star inside the disk, the position of the current star is moved. The above results are published in the doctoral thesis. The above results are based on the consideration of electron heating and the possibility of electron heating affecting the magnetic field structure of the disk A detailed review of the impact of the new approach will be conducted in the future.