2018 Fiscal Year Research-status Report
連成シミュレーションによるスーパーアース形成過程と大気量進化の解明
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18K13608
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
荻原 正博 国立天文台, 理論研究部, 特任助教 (90781980)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | N体計算 / スーパーアース / 大気進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、惑星集積N体計算及び原始惑星系円盤進化計算をスーパーアースの大気量進化計算と連成してシミュレーションを実行することで、現実的なスーパーアース形成モデルを構築し、従来の形成モデルに内在する諸問題の解決に挑む。特に、これまで見過ごされてきた磁場駆動円盤風によって進化する原始惑星系円盤中でのスーパーアースの形成過程や大気獲得の具体的な描像を明らかにすることや、微惑星降着によって成長する際にスーパーアースが獲得する大気量の具体的な進化を明らかにすることを目的としている。
本年度はまず、原始惑星系円盤中の動径方向の降着流の速度がスーパーアースへの大気降着に及ぼす影響を調べた。円盤降着流によって大気降着が制限される効果を考慮した数値シミュレーションを実行した結果、磁気駆動円盤風によって駆動される高速な円盤風駆動降着流がスーパーアースへの大気降着に寄与しない場合には、スーパーアースは暴走ガス捕獲を回避することが可能であることを発見した。これにより、計算の結果形成するスーパーアースが保持する大気量は、観測されたスーパーアースの大気量とも整合的になり得ることもわかった。
更に別の研究として、微惑星やペブルの集積による大気加熱を考慮した上で、スーパーアースの成長及び大気量進化を明らかにする研究を開始した。具体的には、微惑星やペブルの降着による加熱率と保持し得る大気量の関係を定量的に求める大気構造計算の実行に取り掛かった。
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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
本年度は、円盤風によって駆動される高速な円盤風駆動降着流がスーパーアースへの大気降着に及ぼす影響を定量的に明らかにすることに成功し、また近年問題視されているスーパーアースの暴走ガス捕獲を回避する可能性を指摘することができた。この研究成果についての論文も出版することができており、順調に研究計画が進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究として、微惑星やペブルの集積による大気加熱の効果がスーパーアースの大気量進化に及ぼす影響の解明を目指す予定である。これにより、スーパーアースが成長時に獲得する具体的な大気量を定量的に明らかにすることを目指す。尚、この研究は既に本年度に着手している。
また、磁場駆動円盤風によって進化する原始惑星系円盤の温度進化を輻射輸送計算によって求め、より詳細な円盤温度進化がスーパーアースの成長や軌道進化に及ぼす影響を明らかにすることも目指す。
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