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The Galactic Habitable Zone: A Chemical Evolution Approach

Publicly Offered Research

Project AreaA Paradigm Shift by a New Integrated Theory of Star Formation: Exploring the Expanding Frontier of Habitable Planetary Systems in Our Galaxy
Project/Area Number 19H05076
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

竹内 努  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90436072)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords銀河形成 / 銀河進化 / 理論天文学 / ダスト / 星間物質 / 星形成 / 輻射 / 惑星形成 / 化学進化 / ダスト形成 / ダスト進化 / 惑星系形成 / 銀河生存可能領域
Outline of Research at the Start

本研究では、我々の最新のダスト進化モデルを銀河系円盤に適用し、銀河系円盤のハビタブルゾーンの評価を精密化することを目指す。このため、銀河系円盤の化学進化を(1)解析的な半径依存性を考慮した化学進化モデル、(2)銀河円盤形成シミュレーションという2通りの方針で扱い、ダスト進化理論を組み込む。これらを通じて、より強固な理論的基礎に基づく惑星形成確率の空間分布、その延長としての銀河系ハビタブルゾーンについての予言を与えることが目的である。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、我々の最新のダスト進化モデルを銀河系円盤に適用し、銀河系円盤のハビタブルゾーンの評価を精密化することを目指す。このため、銀河系円盤の化学進化を(1)解析的な半径依存性を考慮した化学進化モデル、(2)銀河円盤形成シミュレーションという2通りの方針で扱い、ダスト進化理論を組み込む。これらを通じて、より強固な理論的基礎に基づく惑星形成確率の空間分布、その延長としての銀河系ハビタブルゾーンについての予言を与えることが目的である。浅野-竹内モデルではダストの形成・成長・破壊過程を整合的に解くことでサイズ分布を与えられる。よって、空間分布を考慮したモデル・シミュレーションと組み合わせれば星間ダストのサイズ分布(典型的に~ 0.1 μm)を銀河系の位置の関数として計算することができる。さらに銀河の星形成と輻射場を整合的に与えることで、銀河系ハビタブルゾーンのより厳密なマップを計算する。
2019年度は銀河系進化の基礎となる(1)の化学進化モデルの拡張に成功し、物質降着まで考慮したダストのサイズ分布理論を構築することができた。これについて学会、研究会で関連する結果を多数発表した。2020年度はこれを発展させ、空間分布を扱える輻射輸送モデルまで構築することができた。この結果は査読誌に投稿済みで、レフェリーコメントにしたがって改訂中である。これらの理論的ツールにより、将来の銀河ハビタブルゾーン理論の発展が期待できる結果となった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Laboratoire d'Astrophysique de Marseille(フランス)

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      Volume: 503 Issue: 2 Pages: 2804-2813

    • DOI

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      Omori, Kiyoaki Christopher; Takeuchi, Tsutomu T.
    • Journal Title

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      Volume: 647 Pages: A181-A181

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038244

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      Takeuchi, Tsutomu T.; Kono, Kai T.
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 498 Issue: 3 Pages: 4365-4378

    • DOI

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      Cooray Suchetha、Takeuchi Tsutomu T、Akahori Takuya、Miyashita Yoshimitsu、Ideguchi Shinsuke、Takahashi Keitaro、Ichiki Kiyotomo
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      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 500 Issue: 4 Pages: 5129-5141

    • DOI

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      Morokuma-Matsui, Kana; Sorai, Kazuo; Sato, Yuya; Kuno, Nario; Takeuchi, Tsutomu T.; Salak, Dragan; Miyamoto, Yusuke; Yajima, Yoshiyuki; Muraoka, Kazuyuki; Kaneko, Hiroyuki
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 72 Issue: 5

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa084

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      Burgarella, D.; Nanni, A.; Hirashita, H.; Theule;, P.; Inoue, A. K.; Takeuchi, T. T.
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      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 637 Pages: A32-A32

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201937143

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      Nagasaki, S. K., Takeuchi, T. T., & Asano, R. S.
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      Nishida, K. Y., & Takeuchi, T. T.
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      長崎 早也香, 竹内 努, 浅野 良輔
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      竹内 努
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      長崎 早也香, 竹内 努, 浅野 良輔
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Published: 2019-04-18   Modified: 2021-12-27  

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