2005 Fiscal Year Annual Research Report
原始惑星系円盤におけるダスト沈殿・成長過程および系外惑星の形成問題への応用
| Project/Area Number |
16340054
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
井田 茂 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60211736)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 秀和 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (00282814)
北村 良実 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 助教授 (30183792)
|
|---|
| Keywords | 系外惑星 / 原始惑星系円盤 / ダスト / 惑星形成 / 数値シミュレーション |
|---|
| Research Abstract |
この10年間に、約170個の系外惑星(太陽系外の恒星のまわりの惑星)が発見され、太陽型主系列星においては、観測限界以上の巨大ガス惑星を持つものだけでも、惑星系が存在する確率は5%以上であることがわかってきた。したがって、惑星形成は星形成に伴う普遍的プロセスだといえる。惑星系は、星形成の副産物である原始惑星系円盤の中で生まれる。円盤は、98〜99重量%が水素・ヘリウムのガスで構成され、残りが固体成分(ダスト粒子)である。ダストは微惑星へ、微惑星は地球型惑星、ガス惑星のコアへと集積する。コア質量がある値をこえると、その強い重力で円盤ガスをひきつけ、木星のような巨大ガス惑星が形成される。
円盤内でのダスト密度の空間分布の進化は惑星形成の初期条件を探る上で極めて重要で、それはダストの赤道面への沈殿とそれに伴う合体成長である。前年度までに、乱流のない円盤でのダストのサイズ分布の進化を計算した。本年度は、円盤乱流の効果を多面的に調べた。乱流があると、それにひきずられて、ダスト間の相対速度は一般に増大する。ダストが衝突した場合に完全合体を仮定すると、大きな相対速度に対応して衝突頻度があがるため、ダストは急速に成長することになる。結果として、円盤からの熱放射の赤外部分は急速に減衰することが予測されるが、そのような減衰は観測されていない。そのため、ダストが衝突した際に破壊する効果、ダストが円盤表面付近の高温領域に巻き上げられた際に蒸発する効果を考えて、これらのことがダスト成長をかなり遅らせることが明らかになった。現在、観測との詳細な比較を行っている。一方で、微惑星が形成されたとして、乱流が引き起こす密度揺らぎが惑星集積にどのように影響するのかのN体計算も始め、原始惑星から惑星への最終段階において、密度揺らぎによる軌道変化が重要となることもわかった。現在、論文を執筆中である。
|
