2013 Fiscal Year Annual Research Report
巨大ガス惑星と原始惑星系円盤の共進化：インナーホール形成モデル
Publicly Offered Research
| Project Area | New Frontiers of Extrasolar Planets: Exploring Terrestrial Planets |
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| Project/Area Number |
24103503
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
谷川 享行 北海道大学, 低温科学研究所, 特任助教 (30422554)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 惑星の起源・進化 / 流体 |
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| Research Abstract |
原始惑星系円盤の観測において、円盤内側部分が失われつつある段階にあると考えられている遷移円盤(transitional disks) の観測的証拠が多く報告されており、その成因の一つとして巨大ガス惑星による重力摂動が考えられている。ALMA による惑星形成領域の円盤観測が可能となりつつある今、この円盤内側に開いた"穴"（インナーホール）と惑星の存在の関係を理解することは急務である。しかし現状では、惑星質量とインナーホールの深さの関係など定量的な予言ができる理論モデルがないため、観測結果と惑星の存在を定量的にはリンクさせることができない。そこで本研究では、巨大ガス惑星とインナーホールの関係を定量的に決めるを目的とした。その目的の達成のために、次の２点について研究を行った。
・原始惑星系円盤と惑星の間の重力相互作用を考慮した１次元力学モデルを構築し、惑星近傍の面密度分布を解析的に導いた。従来も同様の研究が行われていたが、過去の研究では無視されていた以下の２点についても考慮した。(1)面密度勾配が生じることに伴う円盤ガスの回転速度の変化を考慮。(2)面密度勾配が非常に強い領域で生じる力学的不安定性を考慮したガスの混合の効果。この２点を考慮することにより、従来のモデルに比べて遙かに良く数値実験結果を再現する結果を得ることが可能となった。このモデルにより大規模な数値流体計算なしに惑星近傍の面密度分布を得ることが可能となり、インナーホール形成メカニズムの解明やガス惑星の成長仮定の解明に利用することが期待できる。
・最新の数値流体シミュレーションにより得られている惑星近傍面密度の経験式を用い、ガス惑星の成長履歴を求めた。その結果、通常考えられる範囲の原始惑星系円盤の物理状態からは、惑星の最終質量は木星や土星よりも遙かに大きくなってしまうことが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
