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ガス降着段階における原始惑星系円盤の磁場の進化

Research Project

Project/Area Number 22KJ2425
Project/Area Number (Other) 22J11129 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

川崎 良寛  九州大学, 理学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords星形成 / 惑星形成 / 原始惑星系円盤 / ダスト / 磁場
Outline of Research at the Start

原始惑星系円盤の角運動量輸送機構の機構として磁気的な効果が有力視されており、磁気回転不安定性や磁気遠心力風が調べられてきた。これらの機構による角運動量輸送の効率を理解するためには円盤内の磁場の分布が重要である。本研究では、磁場を考慮した1次元のガス降着段階の円盤進化計算を行い、円盤進化や惑星形成過程における磁場の役割をより明確にしていく。

Outline of Annual Research Achievements

星や惑星の母体である分子雲コアに含まれるミクロンサイズの個体微粒子であるダストの衝突合体成長と気相中の荷電粒子の存在量や磁気的効果への影響に関する研究を行った。この研究において、ダスト間の衝突速度を決める乱流強度やダストの衝突破壊速度をパラメータとして扱い計算を行った。そして、星形成過程におけるダストの衝突合体成長と磁気的効果への影響の関係を調べた。乱流強度とダストの衝突破壊速度は、ダストの成長とそれに伴う磁気的効果に大きく影響を与える事が分かった。そしてこの結果の論文化を行い、国際誌に投稿し受理された。また、近年の観測精度の向上により、進化段階が早期の原始惑星系円盤の観測が行われている。初期進化段階の円盤において、ダストがどれほどサイズ成長しており、どのように空間分布をしているかは惑星形成過程の解明において重要である。そのため、ダストの進化を考慮した原始惑星系円盤の動径方向1次元進化計算コードの開発を行い、計算を行った。特に、分子雲コアからの質量流入を考慮して、円盤形成段階から計算を開始するようにした。円盤の温度進化を行う数値計算コードの開発も行った。円盤の粘性の起源として、円盤の自己重力不安定性と磁気回転不安定性を考慮した。ただし、ダスト間の衝突速度は磁気回転不安定性による乱流の寄与のみを考えた。さらに、今までの多くの研究で無視されてきた円盤風と呼ばれる現象を計算に組み込んで、円盤進化やダスト成長への影響を調べた。その結果として、円盤風の存在は円盤の進化やダストのサイズ成長に影響を与えることが分かった。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Impact of turbulence intensity and fragmentation velocity on dust particle size evolution and non-ideal magnetohydrodynamics effects2023

    • Author(s)
      Kawasaki Yoshihiro、Machida Masahiro N
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 522 Issue: 3 Pages: 3679-3692

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1241

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dust coagulation and fragmentation in a collapsing cloud core and their influence on non-ideal magnetohydrodynamic effects2022

    • Author(s)
      Kawasaki Yoshihiro、Koga Shunta、Machida Masahiro N
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 515 Issue: 2 Pages: 2072-2087

    • DOI

      10.1093/mnras/stac1919

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Implementation of dust particles in three-dimensional magnetohydrodynamics simulation: dust dynamics in a collapsing cloud core2022

    • Author(s)
      Koga Shunta、Kawasaki Yoshihiro、Machida Masahiro N
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 515 Issue: 4 Pages: 6073-6092

    • DOI

      10.1093/mnras/stac2115

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 分子雲コアの収縮におけるダストの成長破壊と非理想磁気流体効果への影響2022

    • Author(s)
      川﨑良寛、町田正博
    • Organizer
      日本天文学会2022秋季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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