原始惑星系円盤内縁における岩石微惑星形成と地球型惑星の起源の解明

阐明原行星盘内缘岩石星子的形成和类地行星的起源

• 批准号: 18J14595
• 负责人: 植田 高啓
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14595/
• 关键词: 惑星形成; 原始惑星系円盤; 理論天文学; 惑星起源・進化

本研究の目的は、原始惑星系円盤の内縁に存在する乱流境界線という領域における局所的な岩石微惑星形成を調べることで、系外惑星系や太陽系などの多様な惑星系を説明できる惑星形成モデルを構築することである。今年度は、初めに、乱流境界線における微惑星形成を1次元のダスト・ガス円盤進化計算によって調べた。この研究では、幅広い円盤乱流強度・ダスト臨界付着速度のもとで、乱流境界線で形成される微惑星の総質量を調べた。これにより、太陽系などの低質量惑星系・スーパーアース系などの高質量惑星系を形成するのに望ましい円盤パラメータ範囲に制限を与えた。さらに、上記ダスト進化計算の結果をもとに、輻射輸送計算を行い、乱流境界線でのダスト濃集が作り出す円盤表層の影をモデル化し、微惑星形成の間接的な証拠としての影の観測モデルを構築した。影は10AU程度まで広がりうるため、高解像度の赤外線観測装置を使うことで検出できることが期待される。続いて、上記計算を、より太陽系に近い形成環境に応用することで、乱流境界線で太陽系の地球型惑星を形成するのに必要な円盤の条件を調べた。その結果、乱流境界線での岩石微惑星形成によって、現在の太陽系の地球型惑星の軌道・質量分布を上手く再現できる円盤条件を明らかにすることに成功した。特に、微惑星の総質量が円盤乱流強度に強くするため、乱流強度を強く制限することに成功した。これらと並行して、より詳細に微惑星形成過程を明らかにするため、２次元ガス円盤構造とダスト進化を同時に計算する計算コードの開発を行った。その結果、簡単なダスト進化モデルの元、２次元の円盤の温度・力学構造・ダスト進化を同時に計算する世界で初めての計算コードを開発することに成功した。今後は、このコードをより複雑なダスト進化モデルに拡張し、乱流境界線での微惑星形成過程を詳細に調べる予定である。

The purpose of this study is to explain the existence of turbulence boundary lines in the inner disk of the primitive star system, the formation of rock micro-stars in the central disk, the formation of exo-star systems, and the formation of multi-star systems in the solar system. This year, the first time, the turbulence boundary line, the formation of the first dimensional star, the evolution of the disk, the calculation of the tune. This study focuses on the intensity of turbulence, the critical velocity, the formation of turbulence boundary lines, and the mass adjustment of micro-stars. The formation of low-mass star systems in the solar system is expected to be limited by the size of the disk. In addition, the results of the above evolution calculations are included in the calculation of radiation transport, the concentration of turbulence boundary lines, and the indirect evidence of the formation of microstars. High resolution infrared detection device with 10AU level The above calculation indicates that the conditions necessary for the formation of Earth-type stars in the solar system are adjusted. As a result, the turbulence boundary line and the formation of rocky microstars, the orbit and mass distribution of Earth-type stars in the current solar system are successfully reproduced. Special, micro-star mass, turbulence intensity, turbulence intensity. The process of formation of micro-stars is described in detail in detail. The evolution of micro-stars is calculated simultaneously. The results of this study are as follows: (1) The temperature, mechanical structure and evolution of the disk in the first and second dimensions are calculated simultaneously, and (2) The calculation of the first and second dimensions is successfully developed. In the future, the evolution of the complex stars will be carefully adjusted and the formation process of the small stars will be determined.

项目成果

Dust Pileup at the Dead-zone Inner Edge and Implications for the Disk Shadow

死区内边缘的灰尘堆积及其对磁盘阴影的影响

• DOI: 10.3847/1538-4357/aaf3a1
• 发表时间: 2019
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Ueda Takahiro;Flock Mario;Okuzumi Satoshi
• 通讯作者: Okuzumi Satoshi

Planetesimal Formation at the Dead-zone Inner Boundary and Its Observational Signatures

死区内边界的星子形成及其观测特征

• 发表时间: 2018
• 作者: Ueda Takahiro;Flock Mario;Okuzumi Satoshi
• 通讯作者: Okuzumi Satoshi

Max Planck Institute for Astronomy,(ドイツ)

马克斯·普朗克天文学研究所，（德国）

Dust-pileup at the Dead-zone Inner Boundary and Its Effect on the Disk Structures

死区内边界粉尘堆积及其对盘结构的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: Ueda Takahiro;Flock Mario;Okuzumi Satoshi
• 通讯作者: Okuzumi Satoshi