Simultaneous Formation of Planetesimals and Chondrules: Lightning Model

本研究は，「コンドリュールは微惑星形成に伴って発生する雷によって作られたのか」という問いに一定の答を出すことを目指している。その答を得るために，2つの中目標を設定している。すなわち，(中目標1) 種々の微惑星形成過程において，固体粒子の動きを調べて雷の発生可能性および発生する雷の特性を明らかにする，（中目標2）各環境で発生する雷により加熱を受けた固体粒子の特性を調べ，天然コンドリュールの観察・分析結果と整合的かどうかを調べる，である。研究初年度（2022年度）は2つの中目標それぞれに取り組み，いずれにおいても一定の成果が得た。（中目標1）に関しては，最初の対象として，原始太陽系星雲中のダスト層の重力不安定によって微惑星が形成される場合を調べた。形成中の微惑星の周囲に存在する固体微粒子の運動を計算し，それらの間の衝突とそれによる帯電，そして電荷分離が起こる様子を調べた。さらに，その結果を基にその場に発生し得る電場を求めた。その結果，この状況で雷（絶縁破壊）が起こり得ることが明らかになった。ただし，発生する雷の性質（電流，移動する総電荷量，長さ，太さなど）の詳細については，まだ不明である。（中目標2）に関しては，具体的な雷が発生した後を考え，その場にあった固体粒子が受ける加熱や冷却，それら固体粒子の温度変化，および動きなどを調べた。ここでは，発生した雷の太さや雷電流で生じた高温ガスの初期温度などをモデルパラメータとしている。その結果，適切な状況では，コンドリュールの観察・分析から推定される温度変化と整合的な温度変化の結果が得られることが明らかになった。これは，従来の定説であった「雷で加熱された場合は温度変化は合わない」という理解を覆す結果である。

本研究は，「コンドリュールは微惑星形成に伴って発生する雷によって作られたのか」という問いに一定の答を出すことを目指している。その答を得るために，2つの中目標を設定している。すなわち，(中目標1) 種々の微惑星形成過程において，固体粒子の動きを調べて雷の発生可能性および発生する雷の特性を明らかにする，（中目標2）各環境で発生する雷により加熱を受けた固体粒子の特性を調べ，天然コンドリュールの観察・分析結果と整合的かどうかを調べる，である。研究初年度（2022年度）は2つの中目標それぞれに取り組み，いずれにおいても一定の成果が得た。（中目標1）に関しては，最初の対象として，原始太陽系星雲中のダスト層の重力不安定によって微惑星が形成される場合を調べた。形成中の微惑星の周囲に存在する固体微粒子の運動を計算し，それらの間の衝突とそれによる帯電，そして電荷分離が起こる様子を調べた。さらに，その結果を基にその場に発生し得る電場を求めた。その結果，この状況で雷（絶縁破壊）が起こり得ることが明らかになった。ただし，発生する雷の性質（電流，移動する総電荷量，長さ，太さなど）の詳細については，まだ不明である。（中目標2）に関しては，具体的な雷が発生した後を考え，その場にあった固体粒子が受ける加熱や冷却，それら固体粒子の温度変化，および動きなどを調べた。ここでは，発生した雷の太さや雷電流で生じた高温ガスの初期温度などをモデルパラメータとしている。その結果，適切な状況では，コンドリュールの観察・分析から推定される温度変化と整合的な温度変化の結果が得られることが明らかになった。これは，従来の定説であった「雷で加熱された場合は温度変化は合わない」という理解を覆す結果である。