2021 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 | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
荻原 正博 東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (90781980)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | N体計算 / 原始惑星系円盤 / 大気進化 / スーパーアース |
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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大気量進化計算と連成してシミュレーションを実行し、現実的なスーパーアース形成モデルの構築に挑む。特に、これまで見過ごされてきた磁気駆動円盤風や光蒸発の影響下で進化する原始惑星系円盤中でのスーパーアースの形成の具体的な描像を明らかにすることを目的としている。
昨年度までに、原始惑星系円盤中の円盤風駆動降着流がスーパーアースが獲得する大気量に及ぼす影響についての検討を行った。またペブル集積に伴う大気加熱や巨大衝突による大気流出の効果がスーパーアースの大気量に及ぼす影響を具体的に調べた。更に光蒸発によって素早く散逸する円盤では、スーパーアースが大量の大気獲得を回避することが可能であることを発見した。これらの研究により、スーパーアース観測的特徴を再現可能な形成モデルを提案することができた。
本年度は、これまでに開発した原始惑星系円盤進化計算及び大気量進化計算を巨大惑星の形成に応用した。これまでの観測によって、一部の巨大惑星はコアに対する大気（エンベロープ）の割合が小さいことが明らかになってきていたが、この特徴の起源については明確にわかっていない。本研究において現実的な円盤進化計算を導入した巨大惑星形成計算を行った結果、巨大惑星の暴走ガス降着が光蒸発による素早い円盤散逸によって途絶することがわかった。これにより、エンベロープ割合が小さい系外巨大惑星の特徴を説明することが可能となった。
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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、昨年度までに作成した原始惑星系円盤進化計算及び大気量進化計算を系外巨大惑星の形成に応用し、新たな知見を得た。これを含めた複数の研究成果を国際雑誌に論文として出版することもできており、おおむね順調に計画が進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究としては、スーパーアースの特徴として最近注目を集めている「スーパーアースサイズの二峰性分布」の起源に関する研究を行う。スーパーアースは大気をほぼ保持していない群と、わずかに大気を有していてサイズがやや大きい群の二つに別れることが明らかになってきている。この特徴の起源については現在活発に議論されているが、本研究のこれまでの計算結果から類推すると、この特徴を再現できる可能性があると考えている。
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| Causes of Carryover |
本年度中に、国際会議参加に伴う海外出張を予定していた。実際には、新型コロナウイルス感染症の正解的流行によって海外出張を中止せざるを得なかった。次年度は状況が改善した場合には積極的に国際会議での研究発表を行う計画である。
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Research Products
(4 results)
