Construction of model for the primordial atmospheric formatio with water production and theoretical prediction of water contents of terrestrial exoplanets

研究課題に従って，太陽系外の地球型惑星の海水量を理論的に予測する研究を進めた．前年度までに開発した理論モデルを用いて，惑星形成プロセスをシミュレーションし，その過程の中で獲得される水の量を見積もった．その結果，本研究課題の重要な点である「原始大気とマグマオーシャンとの化学反応による水の生成過程の効果」が最終的な惑星の海水量に大きな影響を与えることが明らかとなった．水生成過程を考慮していない従来のモデルでは，今後の系外惑星探索対象となるM型主系列星のまわりには地球程度の水量の惑星がほとんど形成されないと予測されていたが，本研究の結果は，むしろ非常に多様な海水量の惑星の存在を示唆するものとなった．特に，地球のような温暖な気候の実現のために適した海水量の惑星は数％程度存在しうるという予測を得た．これは，今後の系外惑星探索によって地球のような惑星が発見される可能性が十分にあることを示唆している．この研究の成果はすでに国際誌「Nature Astronomy」に発表されている．さらに今回開発した理論モデルの検証を行うために，現在得られている系外惑星のデータ（公転周期や惑星半径の分布など）と理論から得られる予測分布とを統計的に比較する手法を開発している．これにより，現在の惑星形成理論の検証が可能になると期待され，さらなる理論の発展や地球のような惑星の形成過程の理解に大きく寄与できると考えている．

研究課題に従って，太陽系外の地球型惑星の海水量を理論的に予測する研究を進めた．前年度までに開発した理論モデルを用いて，惑星形成プロセスをシミュレーションし，その過程の中で獲得される水の量を見積もった．その結果，本研究課題の重要な点である「原始大気とマグマオーシャンとの化学反応による水の生成過程の効果」が最終的な惑星の海水量に大きな影響を与えることが明らかとなった．水生成過程を考慮していない従来のモデルでは，今後の系外惑星探索対象となるM型主系列星のまわりには地球程度の水量の惑星がほとんど形成されないと予測されていたが，本研究の結果は，むしろ非常に多様な海水量の惑星の存在を示唆するものとなった．特に，地球のような温暖な気候の実現のために適した海水量の惑星は数％程度存在しうるという予測を得た．これは，今後の系外惑星探索によって地球のような惑星が発見される可能性が十分にあることを示唆している．この研究の成果はすでに国際誌「Nature Astronomy」に発表されている．さらに今回開発した理論モデルの検証を行うために，現在得られている系外惑星のデータ（公転周期や惑星半径の分布など）と理論から得られる予測分布とを統計的に比較する手法を開発している．これにより，現在の惑星形成理論の検証が可能になると期待され，さらなる理論の発展や地球のような惑星の形成過程の理解に大きく寄与できると考えている．