Investigating grain growth with polarization observations

Publicly Offered Research

Project Area	A Paradigm Shift by a New Integrated Theory of Star Formation: Exploring the Expanding Frontier of Habitable Planetary Systems in Our Galaxy
Project/Area Number	19H05088
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	National Astronomical Observatory of Japan
Principal Investigator	片岡章雅国立天文台, 科学研究部, 助教 (70749308)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000) Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	惑星形成 / 原始惑星系円盤 / 偏光 / 電波観測
Outline of Research at the Start	惑星は、原始惑星系円盤と呼ばれるガス円盤の中で固体微粒子が付着成長することで形成されると考えられている。原始惑星系円盤はアルマ望遠鏡の観測によって、従来の予想に反し、数多くの構造を含むことがわかり、その一部はすでに形成された惑星によって作られた可能性が指摘されている。本研究は、アルマによってはじめて検出可能となった、原始惑星系円盤ミリ波偏光観測を理論的に解釈することで、惑星を形成途中の固体物質がどの程度の大きさを持ちどのように移動しているのかを明らかとし、惑星形成理論の構築に結びつけようとするプロジェクトである。
Outline of Annual Research Achievements	惑星は、原始惑星系円盤と呼ばれるガス円盤の中で、ダストと呼ばれる固体微粒子が付着成長することで形成される。その中で我々は、近年急速に発展している原始惑星系円盤のミリ波偏光観測を用いたダスト成長の制限を行ってきた。これまでの研究において、原始惑星系円盤のミリ波偏光のメカニズムは、散乱成分と整列したダストによる直接放射の2つが提案されていた。この存在は、原始惑星系円盤HL Tauの多波長観測によって確認されており、短波長側の波長0.9mmでは散乱が支配的である一方、長波長側の3.1mmでは整列が支配的であるということが指摘されていた。これに対して我々は、整列が支配的であるとされている3.1mmのデータについて、散乱成分も含まれているのではないかと仮設を立て、詳細なモデリングを行った。その結果、輻射輸送計算と空間分解されたHL Tau 3.1 mmの偏光パターンを比較したところ、散乱成分と整列成分がおおよそ半々程度に含まれているモデルが最も整合的であることがわかった。本成果はThe Astrophysical Journalにて出版された(Mori and Kataoka, 2021, ApJ, 908, 153)
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。