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低金属量環境下での原始惑星系円盤光蒸発と星・原始惑星系円盤・惑星形成の理論的研究

Research Project

Project/Area Number 16J03534
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

仲谷 崚平  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords原始惑星系円盤 / 金属量 / 分子雲 / 数値シミュレーション / 光蒸発 / 惑星形成
Outline of Annual Research Achievements

本年度始め、原始惑星系円盤における紫外線光蒸発の金属量依存性についての研究成果をまとめた論文がAstrophyiscal Journalにて出版された。本研究では世界初の自己無撞着輻射流体シミュレーションを遂行することで、原始惑星系円盤の光蒸発による質量損失率を様々な金属量において導き、紫外線光蒸発率の金属量依存性を明らかにした。光蒸発率の金属量依存性が観測される原始惑星系円盤寿命の金属量依存性に説明を与えられることを初めて示した。本研究の続編として、X線も加熱源として考慮した原始惑星系円盤光蒸発の金属量依存性についての研究も本年度前期に行った。研究成果を論文にまとめ9月にAstrophysical Journalにてその論文が出版された。本研究の結果、これまで光蒸発を駆動するために重要だと思われていたX線は大きな光蒸発率を生まないことが明らかとなった。また、X線は紫外線による加熱を増幅させる役割を持ち、それにより光蒸発率がX線がない場合に比べ増加することも直接示した。X線により増幅された紫外線光蒸発はX線がない場合のものと比べ、より観測的な円盤寿命の金属量依存性と整合する光蒸発率の金属量依存性を与えるということが明らかとなった。
また、本年度は多様な環境下における大質量星近傍の分子雲コアの光蒸発に関しての研究も遂行した。本研究の結果、初期宇宙などの極端に金属量の低い環境下では、近傍大質量星からの強い紫外線輻射により星周囲の分子雲が破壊・消散することが明らかとなった。消散時間は星形成時間よりも十分に短いため、この効果により極低金属量環境では星形成が強く抑制され得ることを示した。また、比較的高金属量では分子雲が圧縮を受け長時間生き残るという大質量星駆動星形成と整合する結果を得た。研究成果を論文にまとめ、2018年度末現在Astrophysical Journalに投稿中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] テュービンゲン大学/マックスプランク研究所ハイデルベルグ(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] テュービンゲン大学(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] ジェット推進研究所(米国)

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  • [Int'l Joint Research] チュービンゲン大学(ドイツ)

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      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Radiation Hydrodynamics Simulations of Photoevaporation of Protoplanetary Disks by Ultraviolet Radiation: Metallicity Dependence2018

    • Author(s)
      Nakatani Riouhei、Hosokawa Takashi、Yoshida Naoki、Nomura Hideko、Kuiper Rolf
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 857 Issue: 1 Pages: 57-57

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aab70b

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Radiation Hydrodynamics Simulations of Photoevaporation of Protoplanetary Disks. II. Metallicity Dependence of UV and X-Ray Photoevaporation2018

    • Author(s)
      Nakatani Riouhei、Hosokawa Takashi、Yoshida Naoki、Nomura Hideko、Kuiper Rolf
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 865 Issue: 1 Pages: 75-75

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aad9fd

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Radiation Hydrodynamics Simulations of Photoevaporation of Protoplanetary Disks: Metallicity Dependence of UV and X-ray Photoevaporation2018

    • Author(s)
      Riouhei Nakatani
    • Organizer
      RESCEU Summer School
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 原始惑星系円盤光蒸発の輻射流体シミュレーション:紫外・X線光蒸発の金属量依存性2018

    • Author(s)
      仲谷崚平
    • Organizer
      新学術「星惑星形成」第一回研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始惑星系円盤の光蒸発2018

    • Author(s)
      仲谷崚平
    • Organizer
      ALMAワークショップ:円盤から太陽系へ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 近傍大質量星からの紫外線照射による分子雲コアの光蒸発:コア寿命の金属量依存性2018

    • Author(s)
      仲谷崚平
    • Organizer
      第31回 理論懇シンポジウム「宇宙物理の標準理論:未来へ向けての再考」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始惑星系円盤における紫外線/X線光蒸発の金属量依存性2018

    • Author(s)
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • Organizer
      日本天文学会2018年春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始惑星系円盤光蒸発の金属量依存性2017

    • Author(s)
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • Organizer
      日本天文学会2017年春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Radiation-hydrodynamical simulations of photoevaporating protoplanetary disks with various metallicities2017

    • Author(s)
      Riouhei Nakatani, Takashi Hosokawa, Naoki Yoshida, Hideko Nomura, Rolf Kuiper
    • Organizer
      Francessco's Legacy - Star Formation in Space and Time
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 原始惑星系円盤における光蒸発の金属量依存性2017

    • Author(s)
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • Organizer
      基研研究会「原始惑星系円盤」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Radiation-Hydrodynamical Simulations of Photoevaporating Protoplanetary Disks with Various Metallicities2017

    • Author(s)
      Riouhei Nakatani, Takashi Hosokawa, Naoki Yoshida, Hideko Nomura, Rolf Kuiper
    • Organizer
      SFDE17: from Local Clouds to Distant Galaxies
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 円盤光蒸発の再考・議論2017

    • Author(s)
      仲谷崚平
    • Organizer
      原始星と原始惑星系円盤の形成進化過程についてのワークショップ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始惑星系円盤における光蒸発の金属量依存性2017

    • Author(s)
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • Organizer
      「天体形成論~過去・現在・未来~」
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始惑星系円盤における紫外線/X線光蒸発の輻射流体シミュレーション2017

    • Author(s)
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • Organizer
      理論懇シンポジウム「星の物理の新地平」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始惑星系円盤における光蒸発の金属量依存性2016

    • Author(s)
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • Organizer
      原始星と原始惑星系円盤の形成進化過程についてのワークショップ
    • Place of Presentation
      JR博多シティアミュプラザ(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-12-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始惑星系円盤の光蒸発2016

    • Author(s)
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Metallicity Dependence of Photoevaporation Rate in Protoplanetary Disks2016

    • Author(s)
      Nakatani, R., Hosokawa, T. & Yoshida, N.
    • Organizer
      APCosPA-Planet RESCEU Summer School
    • Place of Presentation
      臥龍の郷(岐阜県高山市)
    • Year and Date
      2016-08-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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