2014 Fiscal Year Research-status Report
惑星形成理論の大転換:スノーライン惑星形成モデルが生み出す惑星系の多様性
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25400447
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
城野 信一 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (20332702)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 木星型惑星コア / 原始惑星 / デッドゾーン / ガス面密度分布 / 原始惑星系円盤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
デッドゾーン外縁と内縁では局所的にガスが集中し，ガスの量（面密度）が増大する．面密度にピークがあると，トルクが作用することによりその付近に原始惑星が集中する．このように面密度分布にピークが存在し，局所的に原始惑星が形成される原始惑星系円盤において，木星型惑星のコアがどの程度の時間でどの程度の質量まで成長するのかを数値シミュレーションにより調べた．
前年度は，先行研究と同じ条件でシミュレーションを行い，先行研究でなされた間違った仮定を修正すると，木星型惑星コアの形成時間が100万年程度と長くなることを明らかにした．続けて今年度は，面密度分布のピークの高さを変化させ，結果として形成されるコアの質量がどう変化するのかを明らかにした．研究の結果，ピークの高さの対数にほぼ比例して質量が変化することが分かった．このことが意味することは，原始惑星系を作るガス円盤の進化と木星型惑星コアの形成とは相互に関連しているということである．ピークが高ければより大質量の木星型惑星コアが形成されることになる．一方でガス面密度分布は，円盤の粘性によって時間と共に進化する．
そこで次に，ガス面密度分布の進化を同時に解くことを試みた．デッドゾーン内で粘性を低下させ，その粘性分布によりガス面密度分布が時間進化する様子を解き，そこから原始惑星に働く力を求め，木星型惑星コアの形成シミュレーションを行った．その結果，１０地球質量程度の重い天体はデッドゾーン内縁付近に形成されることが分かった．この結果は，デッドゾーンの存在が木星の形成に大きな影響を与えることを示している．
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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
この研究課題の大きな目標である，「特定の領域で原始惑星が形成されたらどのような惑星系が形成されるか？」の半分はすでに達成されている．それは，特定の領域で原始惑星が形成されたとしても，ガス円盤から受ける力によってその後の進化が大きく変わることが本研究課題によりすでに示されたからである．そこで現在はガス円盤の進化と木星型惑星のコアの形成の関係を調べている．よって，当初設定した目的に対してはおおむね順調に研究は進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
ガス円盤の進化をより現実的にすることが当面の課題である．現状では，粘性が低下する領域を固定してガス円盤の進化を計算している．しかし実際には円盤に含まれるダストの成長等により，粘性の分布は時間と共に進化するはずである．そこで先行研究を参考に粘性分布の時間進化モデルを作成し，それをシミュレーションに取り込むことでより現実的なガス円盤進化をさせ，そこから力を計算することで木星型惑星コアの形成の様子を明らかにしたい．
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| Causes of Carryover |
ほぼ全額を使用したが，小額を使い切れずに余ってしまったものである．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
旅費に合わせて使用する．
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