2021 Fiscal Year Research-status Report
ダスト層の鉛直構造モデリングが明らかにする円盤進化と惑星形成
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21K13983
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
瀧 哲朗 国立天文台, 天文シミュレーションプロジェクト, 特任研究員 (20898267)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 惑星系形成 / 数値流体力学 / 原始惑星系円盤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
惑星系形成とは原始惑星系円盤の内部で進行する固体物質（ダスト）のサイズ進化過程であると考えることができる．そのため「原始惑星系円盤内部でダストがどのように分布しているのか」というのは惑星系の形成過程を考える上で鍵となる情報である．ALMAをはじめとする近年の大型電波干渉計技術の進展により，我々は10年前に比べると遥かに高解像度のダスト分布を知ることができるようになってきた．
さて，ここで言う「分布」とは「空間的な分布」のことを指しているが，これは言うまでもなく空間3次元の情報である．しかしながら，どのような撮像観測であっても得られる情報は本質的に2次元である．それゆえ，いかに優れた観測結果であっても真のダスト空間分布を知るためには失われた1次元分の情報をモデルによって補ってやる必要がある．
原始惑星系「円盤」はその名の通り第ゼロ近似では2次元的な比較的薄い構造であるため，特に「厚み」方向，すなわち円盤鉛直方向の情報を観測から直接得ることは難しい．しかしダストのサイズ進化に直接関わってくるのは鉛直方向に積分されたダスト密度ではなくダストの局所的な空間密度であるため，この鉛直方向分布の情報は惑星系形成過程において本質的に重要となる．
本研究課題では，このダストの鉛直方向分布を数値計算から第一原理計算的に求めることを目指している．本年度は主に計算コードの開発を行った． Athena (Stone et al., 2008) のダストモジュールを改良し，近年の観測，特に円盤ギャップ構造近傍のダスト熱放射分布と比較するのに適した3次元ダスト分布計算を行うための準備をした．
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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
当該年度は主に計算コードの開発を行う計画であった．年度中に開発を完了させることは出来なかったものの，当初計画の通りにダストモジュールの開発とテスト計算が進行中である．従って本研究課題は概ね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画に従いコード開発を完了させ，乱流円盤中のダスト分布の3次元計算を実行することで研究成果を創出していく．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大が終息しなかったため，予定していた会議への参加や出張等が行えなかったために差額が生じた．次年度は基本的には当初通りの使用計画に則りつつ，社会の状況を見ながら国際会議への参加等を当初予定よりも多く行うことで差額分を使用する計画である．
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