原始惑星系円盤の力学的詳細構造から理解する惑星系形成
| Project/Area Number |
23K22545
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| Project/Area Number (Other) |
22H01274 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
深川 美里 国立天文台, アルマプロジェクト, 教授 (40509840)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
百瀬 宗武 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (10323205)
橋本 淳 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), アストロバイオロジーセンター, 特任助教 (20588610)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
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| Keywords | 惑星系形成 / 原始惑星系円盤 / 系外惑星 / ALMA / 電波観測 / アルマ望遠鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
系外惑星の多様性の起源を探るには、原始惑星系円盤で誕生しつつある惑星を検出し、惑星と円盤の力学的相互作用、そして円盤の基本的な物理構造とともに惑星系のアセンブリを理解する必要がある。本研究計画では、惑星によって円盤ガスの速度構造に局所的な特徴が表れる点に着目し、ガスの運動を精密に測定する手法で、原始惑星系円盤に埋もれた惑星の検出に取り組む。そのために電波干渉計ALMAで高解像度かつ高速度分解能のサブミリ波観測を実施する。円盤ガスの3次元速度構造にもとづいて生まれたての惑星を検出するだけでなく、原始惑星系円盤の力学的な詳細構造をこれまでで最も包括的に明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度はアルマ望遠鏡を用いた観測が実施され、提案していた15天体に対して、全てではないが多くのデータが取得された。そこでデータのキャリブレーションとイメージングのチームで解析作業を進めた。キャリブレーションの過程では、観測所が提供するキャリブレーションよりもさらに大気の影響に対する補正の質を上げ、また異なるアンテナ配列で取得されたデータの結合についても試行を重ねながら解析方法を固めた。イメージングに関しては、従来よく用いられている方法以外に、最新の手法も試行しつつ、研究グループ全体で統一的に用いるスクリプトを作成した。また、ケプラー回転からのずれを検出するための解析も開始した。原始惑星系円盤に埋もれた惑星を抜き出すためのモデル計算においては、複数の流体計算コードでベンチマーク試験を行った。これらを国際的なグループで実施し、日本からも研究分担者と協力者（大学院生を含む）が貢献した。国際研究グループ全体では、5月のキックオフミーティングを経て、12月にボストンでワークショップを開催し、データ処理を前に進めるとともに、今後の論文化へ向けた作業の確認や、新たなチーム編成を行った。
取得されたデータでは、原始惑星系円盤からのダスト連続波放射が約0.1秒角の解像度で検出されており、またガス分子については12COが全天体で検出された。円盤の微細構造が確認された天体もあった。
並行して、観測対象となった天体の他波長での観測プロポーザルを複数の観測所へ提出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アルマ望遠鏡での観測は終了しておらず、観測所側の技術的な問題の影響を受けるといった想定外の状況も生じたが、当初の観測期間は2023年9月までであり、2022年度の進捗としてはほぼ順調と言える。取得できたデータから順次、キャリブレーションとイメージングに着手しており、全天体のデータ取得を待たずに作業を開始できている。また、データ処理や理論計算を国際的なグループで実施しているが、各地域のPI（東アジアは本課題の研究代表者）がほぼ毎週ミーティングを持ち、各メンバーの作業状況、リソース確保の相談、進捗の確認や今後の進め方の議論等を行うことで、遅れが生じないように努めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
キャリブレーションとイメージングを行った結果、複雑な空間・速度構造の兆候を示す天体が複数検出された。これらの天体に対する、特に3次元の温度・速度構造の解析は非常に複雑で、時間のかかる解析になると見込まれる。そこでこの解析の工程を細分化してサブチームを作り、若手のための国際協力の機会をある程度は確保しつつも、効率化を重視して特定の地域にメンバーを固める配置にした。また、すでに取得されたデータに関して、なるべく早めに解析を深めて論文で発表していくことを意図し、グループメンバーによる研究発表の機会を定常的に設けることにした。また、論文化の方法の議論も開始した。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
