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2010 Fiscal Year Annual Research Report

原始惑星系降着円盤の運動構造に関する地球流体力学的考察

Research Project

Project/Area Number 21654065
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

林 祥介  神戸大学, 理学研究科, 教授 (20180979)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中川 義次  神戸大学, 理学研究科, 教授 (30172282)
岩山 隆寛  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (10284598)
竹内 拓  東京工業大学, 理学研究科, 科学研究費研究員 (40372651)
Keywordsダスト / プラズマ / 楕円渦 / フィラメント / 軸対称化
Research Abstract

原始惑星系降着円盤ガスを記述する基礎方程式の定式化を検討し、そこへ地球流体力学的諸概念の適用可能性を検討すること、そして、非軸対称擾乱の考察の基本となる軸対称場の性質を調べることを行うことが本研究課題の最終目標である。
本年度は,研究代表者,分担者全員が8月16日に神戸大学惑星科学研究センターに集まり,軸対称循環の基本場について見当を行った.軸対称循環の基本場が満足するべき条件(遠心力,圧力傾度力,重力のバランス)や基本場の安定性の十分条件は,地球流体力学ではCharney(1973)で詳しく議論されており,先ずこのレビューを行った.そして,原始惑星系降着円盤ガスの研究では,地球流体力学で知られているバランスが満足されていることがわかった.次の研究の発展の方向として,傾圧不安定による渦の生成について検討することを確認し,原始惑星系降着円盤ガスの傾圧不安定問題を扱った論文の調査を始めた.
そのほか,以下の研究を行い成果を公表した.
原始惑星系円盤におけるガスの電離度に関する研究:原始惑星系円盤において,円盤ガスがどの程度電離し磁場と結合するかが,円盤ガスの磁気乱流の保持において重要である.円盤ガスの電離を阻害するのが,ダスト粒子表面での電荷再結合である.この効果を取り入れながら,ダスト粒子の合体成長を解くと,ダスト粒子は負に帯電しお互いに反発しあうことにより,その成長が著しく妨げられることが分かった.この結果から,ダスト表面での再結合の効率は減らないので,円盤の電離度も低いままに抑えられ,磁気乱流の成長も阻害される可能性が示された.これにより,ダストの成長が,円盤ガスの乱流状態,および乱流降着円盤としての進化に対して及ぼす多大な影響を議論できるようになった.
また、純流体力学的な研究として非一様な渦度分布を持つ楕円渦が軸対称化する過程において,フィラメントが果たす役割を数値実験を通じて明らかにした.

  • Research Products

    (16 results)

All 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Electrostatic Barrier Against Dust Growth in Protoplanetary Disks.I.Classifying the Evolution of Size Distribution2011

    • Author(s)
      Okuzumi, S., Tanaka, H., Takeuchi, T., Sakagami, M-a.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrostatic Barrier Against Dust Growth in Protoplanetary Disks. II.Measuring the Size of the "Frozen" Zone2011

    • Author(s)
      Okuzumi, S., Tanaka, H., Takeuchi. T., Sakagami, M-a.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A role of filaments on axisymmetrization process of an isolated two-dimensional elliptic vortex with non-uniform vorticity distribution2011

    • Author(s)
      Murakami, S.-y., Iwayama, T.
    • Journal Title

      Theoretical and Applied Mechanics Japan

      Volume: 59 Pages: 285-292

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Silicate dust size distribution from hypervelocity collision : Implication for dust production in debris discs2011

    • Author(s)
      S.Takasawa, A.M.Nakamura, T.Kadono, M.Arakawa, K.Dohi, S.Ohno, Y.Seto, M.Maeda, K.Shigemori, Y.Hironaka, T.Sakaiya, S.Fujioka, T.Sano, K.Otani, T.Watari, K.Sangen, M.Setoh, N.Machii, T.Takeuchi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: (submitted)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dust particle growth and fragmentation in the dust layer with a weak turbulence2011

    • Author(s)
      Takeuchi, T., Muto, T., Ida, S
    • Organizer
      第7回 太陽系外惑星大研究会
    • Place of Presentation
      国立天文台,Poster(東京都)
    • Year and Date
      20110309-20110311
  • [Presentation] ダスト層起源の乱流とダスト衝突破壊2011

    • Author(s)
      竹内拓
    • Organizer
      日本天文学会2011年春季年会
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県)
    • Year and Date
      2011-03-18
  • [Presentation] 高離心率惑星と原始惑星系円盤の相互作用2011

    • Author(s)
      武藤恭之、竹内拓、井田茂
    • Organizer
      日本天文学会2011年春季年会
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県)
    • Year and Date
      2011-03-18
  • [Presentation] Dust Particle Growth and Sedimentation under the Effect of Fragmentation2010

    • Author(s)
      Takeuchi, T.
    • Organizer
      Ishigaki International Conference on Evolving Theory for Planet Formation
    • Place of Presentation
      Ishigaki Island, Japan, poster(沖縄県)
    • Year and Date
      20100620-20100626
  • [Presentation] Structure of the dust layer formed by particle sedimentation, coagulation, and fragmentation2010

    • Author(s)
      Takeuchi, T.
    • Organizer
      Material Circulation in the Early Solar System
    • Place of Presentation
      Hakone, Japan, paster(静岡県)
    • Year and Date
      20100529-20100530
  • [Presentation] 円盤ダスト層で励起される乱流についてのエネルギー的議論2010

    • Author(s)
      竹内柘
    • Organizer
      惑星系の起源と進化に関する研究会
    • Place of Presentation
      長浜市(滋賀県)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-11-12
  • [Presentation] フィラメントが2次元楕円渦の軸対象化に果たす役割2010

    • Author(s)
      村上真也, 岩山隆寛
    • Organizer
      日本気象学会2010年度秋季大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2010-10-29
  • [Presentation] ダストの沈殿、衝突合体、破壊によるダスト層の構造について2010

    • Author(s)
      竹内拓
    • Organizer
      日本天文学会2010年秋季年会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県)
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 原始惑星系円盤でのダストの沈殿と成長2010

    • Author(s)
      竹内拓
    • Organizer
      第28回Grain Formation Workshop,平成22年度銀河のダスト研究会
    • Place of Presentation
      神戸大学(兵庫県)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-03
  • [Presentation] ダスト層で励起される乱流の強さ2010

    • Author(s)
      竹内拓
    • Organizer
      2010年度 惑星形成理論研究会
    • Place of Presentation
      紀州鉄道-那須塩原ホテル(栃木県)
    • Year and Date
      2010-09-01
  • [Presentation] 非一様楕円渦の軸対称化過程におけるフィラメントの役割2010

    • Author(s)
      村上真也, 岩山隆寛
    • Organizer
      第59回理論応用力学講演会
    • Year and Date
      2010-06-10
  • [Presentation] 破壊を考慮したダストの合体成長2010

    • Author(s)
      竹内拓
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(東京都)
    • Year and Date
      2010-05-25

URL: 

Published: 2012-07-19  

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