2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K17661
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
奥住 聡 東京工業大学, 理学院, 准教授 (60704533)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 惑星形成 / 原始惑星系円盤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に着手した、非理想磁気流体力学の3効果（オーム抵抗、ホール効果、両極性拡散）を取り入れた原始惑星系円盤の磁気流体シミュレーションをより系統的に実施し、円盤の電離度分布から円盤の内部加熱率を決定するモデルを構築することを目指した。パラメータサーベイの結果、昨年度の計算で見られたホール効果を介した赤道面の強い加熱は、実際には特定のパラメータ範囲でしか起こらず、現実的なほどんどのケースで円盤の赤道面の温度が低く抑えられることがわかった。このように円盤の降着加熱が非効率になるのは、降着が基本的に円盤表面で起こることと、降着によって解放されたエネルギーの多くが円盤風によって持ち去られることが効いている。
並行して、ダストの合体成長と円盤の温度構造進化を同時に追跡するシミュレーションコードの開発を行った。特に、中心星からの照射による円盤加熱をダストの分布と同時にシミュレートできるよう、円盤表面での光吸収・再放射を解析的に取り扱う手法を採用した。この手法を用いると、円盤表面に照射光の影ができる場合も取り扱うことができる。本研究によって、ダストの成長に伴う影の形成を世界で初めて無矛盾に計算することが可能になった。テスト計算の結果、円盤のスノーラインの後方では、岩石と氷の成長効率の違いによって大きな影が形成されることがわかり、しかもこの影はスノーライン周囲の温度構造を非常に複雑にすることを明らかにした。この現象のメカニズムは完全には理解できておらず、次年度の研究で詳細に調査する予定である。
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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
磁気流体計算については、大規模なパラメータサーベイの結果の解釈に時間がかかり、出版が遅れている。論文の執筆はほとんど終了しているので、次年度の早い時期に投稿することを目指す。一方、ダストと円盤温度構造の同時進化計算については、最大の技術的障壁であった影の取り扱いに関する困難が当初の想定よりも早く解決した。総合的には、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
実績概要で述べたように、本研究の最終目標であるダスト成長とスノーライン進化の同時計算は技術的には可能になった。本年度は本格的な計算を通じて同時進化の傾向を体系的に明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
他の競争的資金を獲得して計算機を購入したため、計算機購入に充当する予定であった予算を繰り越した。7月に米国にて開かれる滞在型ワークショップに参加する予定であり、これの予算に充当する。加えて、今年度の計算機資源の拡充にも使用する予定である。
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