2009 Fiscal Year Annual Research Report
非軸対称な原始惑星系円盤におけるダストダイナミクス
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21540239
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
渡邊 誠一郎 Nagoya University, 環境学研究科, 教授 (50230967)
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| Keywords | 惑星起源・進化 / 理論天文学 / 宇宙物理 / 光学赤外線天文学 / 微惑星 / 固体微粒子 |
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| Research Abstract |
原始惑星系円盤における熱的不安定の計算結果、および渦形成のシミュレーションの結果に基づき、生成される渦の流れ場のモデル化を行った。次にそのような流れ場において、ダストの渦への流入過程、渦中心への落下過程、渦中心での微惑星形成過程をガス・ダスト2流体モデルによってシミュレートした。安定で寿命が長い高気圧性渦の中では、ダストはコリオリ力によって渦中心へとらせんを描いて落下し、その落下速度はダストのサイズに依存し,mサイズ以下なら大きいダストほど落下速度は速くなった。渦におけるダストの面密度分布が解析的に与えられることを発見し、大きなサイズのダストが選択的に濃集することが確認された。1mm程度のサイズのダストでも、期待される渦の寿命内に、渦中心のダスト面密度は微惑星形成に必要な値を超え、渦による微惑星形成が可能と分かった。また、結果を流体コードによる既存数値シミュレーション結果と比較して、解析的に与えたガスの流れの妥当性や得られたダストの面密度分布の整合性を確認した。この成果に基づき、ダストのサイズ分布を合体・分裂が釣り合っているものとして与え、数値計算をする計算コードを開発した。また、円盤から渦へのダスト流入プロセスについても当初の単純化された仮定をより精密化しつつある。これによって渦の寿命に応じて、渦中心で生成される微惑星のサイズと個数が求められる。こうした計算によって、渦存在下での原始惑星系円盤における微惑星形成に対して、初めて定量的な議論が可能になると期待される。
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