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隕石中の固体微粒子の形成・集積機構に着目した新しい岩石微惑星形成モデルの探求

Research Project

Project/Area Number 17J06861
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Solid earth and planetary physics
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

荒川 創太  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsコンドリュール / 隕石 / ダスト / 密度進化 / 微惑星 / 惑星形成 / 太陽系外縁天体 / 熱伝導率
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目標は、惑星の前駆天体である「微惑星」が原始惑星系円盤中でどのように形成されたのかを理論計算によって明らかにすることである。本年度は、以下の4つの問題に取り組んだ。
1. 塵粒子凝集体(ダストアグリゲイト)の熱伝導率を、その幾何学的構造から理論的に導出することに成功した。本研究内容は Progress of Theoretical and Experimental Physics 誌に発表した。
2. 木星の衛星であるガリレオ衛星の形成に関して、固体微粒子の光泳動によって周木星円盤に面密度・圧力の極大が形成され、衛星の軌道が決まるというモデルを提示した。本研究内容は Astronomy & Astrophysics 誌 に発表した。
3. 彗星表層の熱慣性の温度依存性に注目し、氷微惑星がどのような粒径の塵粒子集合体の集積によって形成されたのかを議論した。この結果については次年度に論文にまとめる予定である。
4. 太陽系外縁天体の衛星系の潮汐軌道進化について、計算手法の改良を行なった。衛星及び中心天体の分化・溶融状態は太陽系外縁における微惑星の形成・集積機構を反映し、集積タイムスケール等によっては衛星・中心天体共に未分化となり得る。我々は未分化の 2 天体からなる衛星系について熱進化と潮汐軌道進化のカップリング計算を行い、衛星系が観測されているような離心率 0.1 程度の系に進化する初期条件は非常に限られていることを明らかにした。本研究内容は現在査読誌に投稿中である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 6 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Compound Chondrule Formation in Optically Thin Shock Waves2019

    • Author(s)
      Arakawa Sota、Nakamoto Taishi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 877 Issue: 2 Pages: 84-84

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab1b3e

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Early formation of moons around large trans-Neptunian objects via giant impacts2019

    • Author(s)
      Arakawa, S., Hyodo, R., Genda, H.
    • Journal Title

      Nature Astronomy

      Volume: 3 Issue: 9 Pages: 802-807

    • DOI

      10.1038/s41550-019-0797-9

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photophoresis in the circumjovian disk and its impact on the orbital configuration of the Galilean satellites2019

    • Author(s)
      Arakawa Sota、Shibaike Yuhito
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 629 Pages: A106-A106

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201936202

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Geometrical structure and thermal conductivity of dust aggregates formed via ballistic cluster-cluster aggregation2019

    • Author(s)
      Arakawa Sota、Takemoto Masaki、Nakamoto Taishi
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2019 Issue: 9

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz102

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thermal conductivity and coordination number of compressed dust aggregates2019

    • Author(s)
      S. Arakawa, M. Tatsuuma, N. Sakatani, T. Nakamoto
    • Journal Title

      Icarus

      Volume: 324 Pages: 8-14

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2019.01.022

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ejection of Chondrules from Fluffy Matrices2017

    • Author(s)
      Sota Arakawa
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: Volume 846 Issue: 2 Pages: 118-118

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8564

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thermal conductivity of porous aggregates2017

    • Author(s)
      Arakawa Sota、Tanaka Hidekazu、Kataoka Akimasa、Nakamoto Taishi
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 608 Pages: L7-L7

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201732182

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Compound Chondrule Formation via High-Speed Collision of Supercooled Droplets in Optically Thin Shock Waves2019

    • Author(s)
      Sota Arakawa, Taishi Nakamoto
    • Organizer
      The 82nd annual meeting of the Meteoritical Society
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Thermal Conductivity of Bifractal Aggregates: Theoretical Interpretation2019

    • Author(s)
      Sota Arakawa, Masaki Takemoto, Taishi Nakamoto
    • Organizer
      The 82nd annual meeting of the Meteoritical Society
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Early formation of satellites around 1000 km-sized trans- Neptunian objects via giant impacts2019

    • Author(s)
      Sota Arakawa, Ryuki Hyodo, Hidenori Genda
    • Organizer
      EPSC-DPS Joint Meeting 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 塵粒子集合体のグラフ構造から理解する熱伝導率の充填率依存性2019

    • Author(s)
      荒川創太, 竹本正輝, 中本泰史
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 2019 年大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 周木星円盤におけるダスト粒子の光泳動2019

    • Author(s)
      荒川創太, 芝池諭人
    • Organizer
      日本天文学会 2019 年秋季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽系外縁天体の衛星形成と潮汐進化2019

    • Author(s)
      荒川創太, 兵頭龍樹, 庄司大悟, 玄田英典
    • Organizer
      日本惑星科学会 2019 年秋季講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 周木星円盤における光泳動:ガリレオ衛星の軌道共鳴の起源に対するひとつの説 明2019

    • Author(s)
      荒川創太, 芝池諭人
    • Organizer
      日本惑星科学会 2019 年秋季講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光学的に薄い衝撃波による複合コンドリュール形成の可能性2019

    • Author(s)
      荒川創太, 中本泰史
    • Organizer
      日本天文学会2019年春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermal Conductivity of Porous Dust Aggregates2018

    • Author(s)
      Sota Arakawa, Hidekazu Tanaka, Akimasa Kataoka, Taishi Nakamoto
    • Organizer
      XXX IAU General Assembly
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ダストアグリゲイトの熱伝導率2018

    • Author(s)
      荒川創太, 辰馬未沙子, 坂谷尚哉, 中本泰史
    • Organizer
      惑星科学会2018年秋季講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 巨大衝突による太陽系外縁天体での衛星形成とその後の潮汐進化2018

    • Author(s)
      荒川創太, 兵頭龍樹, 玄田英典
    • Organizer
      第6回衛星系研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 過冷却液滴の高速衝突による複合コンドリュール形成2018

    • Author(s)
      荒川創太, 中本泰史
    • Organizer
      第14回日本惑星科学会衝突研究会研究集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Heat conduction in highly porous aggregates2018

    • Author(s)
      荒川創太、田中秀和、片岡章雅、中本泰史
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] コンドリュールと高空隙率マトリックスの共集積2017

    • Author(s)
      荒川創太、中本泰史
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高空隙率ダストアグリゲイトの衝突によるコンドリュール紛失の可能性2017

    • Author(s)
      荒川創太、中本泰史
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始惑星系円盤における岩石ダストの直接合体成長2017

    • Author(s)
      荒川創太、中本泰史
    • Organizer
      宇宙生命計算科学連携拠点第3回ワークショップ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Forming chondrite parent bodies from direct aggregation of chondrules and matrix grains2017

    • Author(s)
      Sota Arakawa, Taishi Nakamoto
    • Organizer
      Goldschmidt 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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