2019 Fiscal Year Annual Research Report
Evolution of protoplanetary discs and planet formation with magnetically driven disc winds
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17H01105
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鈴木 建 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (80431782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 浩 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (40422761)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 原始惑星系円盤 / 円盤風 / 原始惑星 / 磁場 / 原始星 / 乱流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度、および繰越後の2020年度において、以下の研究成果を得た。
原始惑星系円盤をはじめとする降着円盤の数値実験の新しい枠組みである、円柱シアリング箱近似の開発に取り掛かった。円柱シアリング箱近似では、高解像度計算が可能なデカルト座標系上の局所近似に曲率を考慮することにより、高解像度の取り扱いを維持しつつ大域的効果も取り入れるというものである。基本的な定式化と、数値実験の一例を提示した第一論文をSuzuki et al.(2019)として出版した。
また、磁気駆動円盤風に加え、光蒸発効果を取り入れた原始惑星系円盤の長期間進化にも取り組んだ。その結果、磁気駆動円盤風はより初期の内側領域で効果的に働き、光蒸発は後期に中心星から離れた外側領域で顕著となるという役割分担がなされることが分かった。一連の研究成果はKunitomo et al.(2020)に発表されている。
その他関連研究として、様々な金属量を持つ中小質量星のコロナの基本的性質の調査(Washinoue & Suzuki 2019)、赤色巨星や漸近赤色巨星からのアルフベン波駆動恒星風の精査(Yasuda et al. 2019)、そして、原始惑星系円盤の後の段階である残骸円盤での高温塵粒子の振舞いの調査(Kimura et al.2020)に関する課題にも取り組んだ。
これら一連の研究成果を、国際会議における招待講演(1回)、及び、口頭講演(1回)で発表した。
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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
降着円盤の磁気流体計算の結果の観測可視化に関する研究の進捗は、当初の計画よりやや遅れている。一方で、残骸円盤での塵粒子に関する研究など、当初の予定には無かったものの、本研究計画の成果として重要な結果も得られており、総合的評価として「(2)おおむね順調に進展している。」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一の計画は，2019年度から引き続き、観測との直接比較のため数値シミュレーションから疑似観測データを作成することである。大局的な原始惑星系円盤の磁気流体シミュレーションの数値データ(Suriano et al.2019)に輻射輸送計算を適用し、疑似観測画像を作成する。特に数値データで確認された縞構造に起因する濃淡のある円盤風が、観測からどのように特定されるかに焦点を当て、研究を進める。この計画は上述したように進捗が遅いので、できるだけ速やかに成果を出すよう努力する。
第二の計画は、原始惑星系円盤中の固体微粒子の衝突合体成長と破壊に関する研究である。共同研究者である田中秀和氏(東北大学)らとともに、固体塵粒子の衝突シミュレーションを行い、特に衝突体同士の質量比が1:1でない場合の研究成果が得られつつある段階であり、引き続き衝突の結果放出される小残骸物質の性質の理解を目指す。
第三の計画は、ガス円盤中の固体の長時間進化に関する研究である。動径方向一次元の解析的な理論モデルにより、百万年を超える長時間の固体成長を計算する。既に初期段階での成果が得られつつあるが、引き続き円盤風の役割に焦点を当てた研究に取り組む。
第四の計画は、円盤の一部分を高解像する円柱シアリング箱近似による数値実験手法の改良である。
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