2019 Fiscal Year Annual Research Report
原始惑星系円盤における岩石型惑星形成領域の高空間分解能観測
Publicly Offered Research
| Project Area | A Paradigm Shift by a New Integrated Theory of Star Formation: Exploring the Expanding Frontier of Habitable Planetary Systems in Our Galaxy |
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| Project/Area Number |
19H05089
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
橋本 淳 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, アストロバイオロジーセンター, 特任助教 (20588610)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 原始惑星系円盤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
惑星は年齢が100万年程度の若い星を取り巻く原始惑星系円盤と呼ばれるガスやダスト（大きさ1マイクメートル程度）で構成された円盤内で形成されると考えられている。しかし、惑星形成論における最大の未解決問題の１つとして、惑星の構成要素であるダストが微惑星へと成長する前に中心星へ落ちるダスト落下問題がある。近年、大型電波干渉計ALMAによって、ダスト落下を抑制していると思われるリング状円盤が中心星から半径数10天文単位の位置に発見されている。しかし、半径数天文単位に位置する地球型惑星形成領域においてもダスト落下を抑制しているかは明らかではない。本研究では、ALMAを用いて半径数天文単位の位置にリング円盤を探査し、地球型惑星形成領域においてダスト落下が止められている観測的証拠を捉えたい。
本研究遂行のために、ALMAサイクル６に観測提案２つ（ID: 2018.1.00689.S および2018.1.01755.S）が採択済みで、7天体の原始惑星系円盤の高空間分解能観測（空間分解能3天文単位程度）が2019年夏ごろに行われた。その後ALMA側のデータのクオリティ確認などを経て、同年秋ごろに較正済みデータが届けられた。特におうし座DM星では、半径３天文単位のリング円盤が、半径２０天文単位以遠の外縁円盤と異なる方向になっていることが観測的に明らかになった。モデル円盤を構築し、電波干渉計の観測量であるビジビリティと詳細に比較した結果、角度が２０度程度異なるねじれ円盤構造であることがわかった。現在、投稿論文を準備中である。
さらにモデル円盤を観測データから引き算したところ、半径３天文単位のリング円盤の中にさらに点源が確認された。SEDとの比較から半径１天文単位にさらにリング円盤があることがわかった。地球公転軌道でダスト落下が止められていることかもしれない。
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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
順調に進展してる理由は以下である。
(a) 本研究遂行のために必要なALMAサイクル６に観測は終了し、クオリティの高いデータが無事デリバリーされた。
(b) 特におうし座DM星では、ビジビリティ解析の結果、半径３天文単位のリング円盤が、半径２０天文単位以遠の外縁円盤と約２０度異なる方向になっていることが明らかになった。また、SEDを詳細に解析したところ、半径１天文単位にさらにリング円盤があることがわかった。現在、投稿論文を準備中でまもなく投稿予定である。
(c) カメレオン座SY星にも半径数天文単位のリングが存在する可能性が有り、おうし座DM星の論文投稿後はカメレオン座SY星の研究に取り組みたい。
以上の理由により、本研究はおおむね順調に進展してる。
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| Strategy for Future Research Activity |
おうし座DM星において、本研究によって未解決の２点がある。
(a) 半径３天文単位のリング円盤がねじれ円盤構造であることが本研究で明らかになった。サイクル６の観測データ（２０１９年６月観測）には確認できるが、サイクル５のデータ（２０１７年１０月観測）には確認できない。すなわち、ねじれ円盤構造が時間変動している可能性がある。しかし、サイクル５のデータはイメージクオリティが劣るため、この時間変動に関して強く主張することは難しい。よって、時間変動を捉えるために、今年度はALMA所長裁量時間に観測提案を提出する。提案が採択されれば、２０２０年夏頃に観測が行われ、秋頃にはデータが届く。内縁円盤の時間変動を検出することができれば、世界初の成果となる。
(b) SEDの詳細解析により、半径3天文単位のリング円盤の内側に、さらに半径１天文単位にリング円盤があることがわかった。しかし、これまでの空間分解能5天文単位の観測では、空間的に分解されていない。惑星形成は原始惑星円盤内の高密度領域で起こると考えられるため、円盤内に非対称構造が生じているはずである。半径１天文単位における惑星形成を調べるためにはALMA最高空間分解能1.5天文単位の観測が必須である。本件研究結果を飛躍させ、地球公転軌道における惑星形成を調べるために、ALMA最高空間分解能の観測に取りくみたい。
今後は以上の2点を重点的に推進したい。
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Research Products
(5 results)
