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2011 Fiscal Year Annual Research Report

微惑星形成と惑星集積の連続過程に関する理論的研究

Research Project

Project/Area Number 22540242
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

田中 秀和  北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (00282814)

Keywordsダスト微粒子 / 原始惑星系円盤 / 微惑星 / 惑星形成 / ダストアグリゲイト / ダスト衝突
Research Abstract

ダスト衝突数値計算に基づいた衝突合体・圧縮モデルを質量比のついた衝突に拡張し論文にまとめ投稿した(Suyamaeta1.投稿中)。また、惑星形成理論におけるダスト直接合体成長による微惑星形成に関する第一論文を投稿した(Okuzumi et al.投稿中)。内容は、上記の開発されたダスト衝突数値計算に基づいた衝突合体・圧縮モデルを用いて内部密度進化を記述し、円盤内ダスト落下も考慮して行った、原始惑星系円盤内におけるダスト直接合体の計算についてである。この計算においては、前年度検討したダストの負電荷帯電による静電反発効果はとりあえず無視した。計算結果によると、衝突圧縮が非効率的であるため、ダストは10万分の1g/cm3程度の極低密度の天体へと成長することが示された。このような極低密度のおかげで従来問題であった中心星への落下効果は抑制されて、中心星から10AUの距離まで微惑星が形成されることも明らかにした。10AU以遠の大量のダスト個体成分の一部が10AU以内で微惑星と成長するため、微惑星面密度の大幅な増大も見られた。第一論文では初期円盤のモデルとして林モデル型のもののみを扱ったが、今後、様々な面密度分布をもつ円盤に対しての結果をまとめて、それによる微惑星形成領域や微惑星面密度分布に対する依存性を明らかにする必要がある。ダストの負電荷帯電による静電反発効果についても今後取り入れる。これは、円盤百AU以内の領域においてダスト成長を遅れさせる効果がある。原始惑星系円盤における微細なダストの天文観測結果との比較においてはこの効果が重要になる可能性がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定していたように、ダスト衝突数値計算に基づいて内部構造進化を記述した、ダスト直接合体成長による微惑星形成モデルの基本的な部分を完成させることができた。初期円盤モデル依存性や、ダスト静電反発効果を調べることが残されている。本研究で形成が予言された極低密度の天体の衝突以外による圧縮過程の可能性についても今後検討することが必要であろう。

Strategy for Future Research Activity

ダスト直接合体成長による微惑星の形成領域や微惑星面密度分布に対する、円盤モデル依存性や、ダスト静電反発効果を調べる。極低密度の衝突以外による圧縮過程の可能性についても検討を開始する。

  • Research Products

    (12 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Growth of Cosmic Dust Aggregates and Reexamination of Particle Interaction Models2012

    • Author(s)
      Hidekazu Tanaka
    • Journal Title

      Progress of Theoretical Physics

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Planetary Core Formation with Collisional Fragmentation and Atmosphere to Form Gas Giant Planets2011

    • Author(s)
      H. Kobayashi, H. Tanaka, and A. V. Krivov
    • Journal Title

      Astrophysical J

      Volume: 738 Pages: 35

    • DOI

      DOI:10.1088/0004-637X/738/1/35

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Rebound Condition of Dust Aggregates Revealed by Numerical Simulation on Their Collisions2011

    • Author(s)
      K. Wada, H. Tanaka, T. Suyama, H. Kimura, and T. Yamamoto
    • Journal Title

      Astrophysical J

      Volume: 737 Pages: 36

    • DOI

      DOI:10.1088/0004-637X/737/1/36

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular dynamics simulations of nucleation from vapor to solid composed of Lennard-Jones molecules2011

    • Author(s)
      Kyoko K.Tanaka
    • Journal Title

      Journal of Chemical Physics

      Volume: 134 Pages: 204313(13)

    • DOI

      10.1063/1.3593459

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Dynamics Simulations of Nucleation from Vapor with Lennard-Jones Type and H2O Molecules2011

    • Author(s)
      Kyoko K.Tanaka
    • Journal Title

      Physics and Chemistry of Ice

      Volume: 12 Pages: 307-312

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 分子動力学計算によるサブミクロン微粒子相互作用の解明2011

    • Author(s)
      田中秀和
    • Organizer
      分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)(口頭発表)
    • Year and Date
      2011-12-07
  • [Presentation] MD計算による微粒子衝突時のエネルギー散逸過程の解明2011

    • Author(s)
      田中秀和
    • Organizer
      天体の衝突物理の解明VII
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)(口頭発表)
    • Year and Date
      2011-11-19
  • [Presentation] Molecular dynamics simulation of mechanical interaction between sub-micron spherical particles2011

    • Author(s)
      Hidekazu Tanaka
    • Organizer
      Nonequilibrium Dynamics in Astrophysics and Material Science
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-02
  • [Presentation] 分子動力学計算によるダスト微粒子相互作用の解明2011

    • Author(s)
      田中秀和
    • Organizer
      日本惑星科学会秋季講演会
    • Place of Presentation
      相模女子大学(相模原市)(口頭発表)
    • Year and Date
      2011-10-24
  • [Presentation] Collisional Growth of Dust aggregates in Protoplanetary Disks2011

    • Author(s)
      Hidekazu Tanaka
    • Organizer
      Extreme Solar System II
    • Place of Presentation
      Jackson Lake Lodge, Grand Teton National Park(モラン,アメリカ)(ポスター発表)
    • Year and Date
      2011-09-12
  • [Presentation] ナノ粒子の衝突と転がり摩擦の分子動力学計算2011

    • Author(s)
      田中秀和
    • Organizer
      トライボロジー会議
    • Place of Presentation
      オリンピック記念青少年総合センター(東京都)(口頭発表)
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Remarks]

    • URL

      http://risu.lowtem.hokudai.ac.jp/~hidekazu/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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