2019 Fiscal Year Research-status Report
Modeling of collisional growth from dust to planets
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17K05632
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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 – 2021-03-31
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| Keywords | 惑星形成 / 原始惑星系円盤 / デブリ円盤 / 微惑星 / 原始惑星 / ダスト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダストから惑星までの40桁にも及ぶ質量成長を取り扱うための一貫した惑星形成シミュレーションのコードの開発を行なってきた。昨年度にコードは概ね完成していたため、様々なパラメータを用いたパラメータサーベイを行なった。非常に計算機コストのかかるシミュレーションであるため、最新のコンピュータを購入してシミュレーションの実行効率を上げた。また、昨年度にコードは完成したと思っていたが、これまで見えていなかった効果で計算精度が悪くなる部分を見つけ、それを改良した。
こうして行われたシミュレーションの結果、以下のことがわかってきた。(1)10AU以内の円盤では、中心星落下せずにダストが成長する。(2)成長したダストは寡占的成長を続け、乱流摂動よりも重力相互作用が強くなると暴走成長を始める。(3)暴走成長により原始惑星を作る。(4) 原始惑星摂動により微惑星間の衝突は破壊的になり、微惑星は消失する。このような4つの過程で惑星形成は起こるが、それぞれの過程は我々のこれまでの研究でわかっていることだった。しかし、本研究により、10AU以遠から落下してきた小石サイズの天体が10AU以内の微惑星を形成し、原始惑星成長を誘発することが新たにわかった。
本研究の研究で必要な天体の衝突破壊モデルのアップデートをするための衝突シミュレーション研究や本研究の仮定を証明するため衝突破壊が起こった時の原始惑星の軌道進化についての研究も行い、それぞれの結果についても論文にまとめた(Sugiura, Kobayashi, Inutsuka 2020, Kobayashi, Isoya, Sato, 2019)。
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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
原始惑星系円盤の中でのダストから惑星までの質量40桁以上の衝突進化を取り扱う統計的シミュレーションコードの開発が終わり、様々なパラメータでテストができるようになった。その結果得られた様々なシミュレーションのデータを解析し、シミュレーションコードの改良点を見つけ、それらをおおむね改善できた。しかし、非常に計算コストのかかるシミュレーションであるため一つ一つのパラメータの計算に時間がかかっている。それでも、主要パラメータについての計算結果も得られてきている。
また、シミュレーションに必要なさまざまな物理過程についても調査は進んでいる。そのため、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 |
ダストから惑星まで質量40桁以上の衝突成長シミュレーションの結果が集まり、物理的な解釈も可能になってきたため、この結果を論文にまとめる。
また、このようなダストが成長し惑星形成を起こしている原始惑星系円盤がどのように観測されるのか観測シミュレーションも行う。この結果を実際の原始惑星系円盤との比較も試みる。
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| Causes of Carryover |
これまでに得られた結果をもとに3月に海外の国際会議で発表する予定であったがコロナ禍のため出張を断念したため，次年度使用額が生じた．
次年度は最終年度のため，国際学会にて成果発表を計画している．しかし，コロナ禍の影響が不透明であるため，他の使用計画も考えている．今年度計算機を購入し，シミュレーションが実施している．そのデータ解析のための計算機やハードディスクを購入して，研究促進を図ることも計画している．
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