巨大惑星近傍でのガスと固体粒子の相互作用
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 |
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| Project/Area Number |
21H00043
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
大槻 圭史 神戸大学, 理学研究科, 教授 (00250910)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 巨大惑星 / 衛星形成 / 巨大惑星形成 / 系外惑星 / 惑星形成 |
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| Outline of Research at the Start |
原始惑星系円盤のガスを集積して巨大ガス惑星が形成される際に、惑星の重力は周囲のガスの流れ及び固体粒子の運動に影響を及ぼす。巨大惑星への固体粒子の集積は、巨大ガス惑星の重元素の捕獲あるいは惑星周囲での衛星形成との関連で重要である。本研究では、流体シミュレーションを用いて得られた巨大ガス惑星周囲のガス流から受ける影響を考慮して、惑星周囲の固体粒子の運動を調べる。それにより、形成しつつある惑星への固体粒子の供給ならびに惑星の周囲で形成されると考えられる衛星の形成過程への影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
巨大ガス惑星近傍のガス流と衛星材料物質供給について、我々の最近の研究（Homma, Ohtsuki 他 2020）では木星質量の0.4倍の惑星の場合を調べたが、惑星質量依存性は不明であった。本研究では惑星質量に対する依存性を明らかにするため、まず流体シミュレーションにより、様々な質量の惑星の周りでのガスの流れを調べた。その結果、周惑星円盤に降着するガスの降着帯幅は低質量の時は惑星質量の1/6乗に比例するが、木星質量の0.2倍以上という大質量の場合には惑星質量に比例することが明らかになった。また得られた数値計算結果と、解析的に得られている惑星周囲の原始惑星系円盤ガスギャップの構造モデルを組み合わせることにより、周惑星円盤へのガス降着率の半解析表式を得た。それより、惑星質量依存性は従来二次元のシミュレーションをもとに得られていた結果と質量依存性はほぼ同じだが、絶対値が60%程度となることを明らかにした。以上の結果は査読付き欧文誌に論文として発表した（Maeda, Ohtsuki他2022）。次に、得られた流れ場を考慮して粒子の軌道進化を数値計算し、原始惑星系円盤から周惑星円盤への降着率を求めた。軌道計算コードは我々の最近の研究（Homma 他 2020）でも使用したものを用いている。固体粒子の周惑星円盤への降着率の惑星質量依存性を明らかにしたほか、周惑星円盤でのダスト・ガス比を求め、それが乱流の強さや粒子サイズに敏感に依存することを明らかにした。この結果は論文執筆中であり、まもなく投稿予定である。
このほか、木星の形成過程及び軌道進化と関連する木星トロヤ群小惑星について、すばる望遠鏡による観測データ解析からサイズ分布を求め、それらの起源について考察した。この結果は査読付き欧文雑誌に論文として掲載された（Uehata, Terai, Ohtsuki 2022）。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] FOSSIL. II. The Rotation Periods of Small-sized Hilda Asteroids2022
Author(s)
Chang Chan-Kao、Chen Ying-Tung、Fraser Wesley C.、Lehner Matthew J.、Wang Shiang-Yu、Alexandersen Mike、Choi Young-Jun、Granados Contreras A. Paula、Ito Takashi、(この間に16名)、Yoshida Fumi、他2名
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Journal Title
The Astrophysical Journal Supplement Series
Volume: 259
Issue: 1
Pages: 7-7
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] FOSSIL. I. The Spin Rate Limit of Jupiter Trojans2021
Author(s)
Chang Chan-Kao、Chen Ying-Tung、Fraser Wesley C.、Yoshida Fumi、Lehner Matthew J.、Wang Shiang-Yu、Kavelaars JJ、Pike Rosemary E.、Alexandersen Mike、Ito Takashi、他18名
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Journal Title
The Planetary Science Journal
Volume: 2
Issue: 5
Pages: 191-191
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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