Planetesimal formation process explored by calculations of the material strength of small bodies in our solar system
| Project/Area Number |
19J20351
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
辰馬 未沙子 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 微惑星形成 / ダスト / 原始惑星系円盤 / 引張強度 / 圧縮強度 / 小惑星 / 彗星 / 太陽系外縁天体 / せん断強度 |
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| Outline of Research at the Start |
惑星はどのようにできたのだろうか。元は1ミクロン程度の小さな「チリ」であったものが、長い時間をかけて集まり、大きくなり、惑星になったと考えられている。しかし、観測や探査による検証は難しい。そこで、太陽系に存在する彗星に着目した。彗星は惑星になりきれなかった生き残りだと考えられている。今までの探査により解明された彗星の強度と、惑星の元となるチリが集まった物質の強度を比較することにより、惑星形成論を確立する。本研究では、そのための物質強度計算を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
惑星はどのように形成されるのだろうか？惑星形成論において、まず0.1ミクロンサイズのダスト粒子が付着成長し、kmサイズの微惑星になると考えられている。このダスト成長の途中で形成されるダスト集合体は非常に低密度であることが理論的に予想されている。しかし、ALMAなどの天文観測によると、円盤内のダスト集合体は0.1 mmサイズで高密度であることが示唆されている。すなわちダスト集合体には何らかの圧縮過程が必要であるが、よくわかっていない。このように、惑星形成過程はまだ解明されていない。そこで我々は太陽系のkmサイズ天体に着目した。特に、微惑星の生き残りだと考えられている彗星や小惑星に着目し、ダスト集合体の物質強度を用いて彗星や小惑星からダスト成長過程を明らかにした。本研究では、ダスト集合体の物質強度を定式化し、彗星や小惑星に応用した。まず、ダスト粒子の接触の物理を考慮した数値シミュレーションを用いてダスト集合体の引張強度と圧縮強度を計算し、定式化を行った。次に、ダスト集合体の引張強度を彗星と比較した。さらに、ダスト集合体の圧縮強度を用いて自己重力とつりあうバルク密度とサイズを計算し、彗星や小惑星と比較した。これらの結果を合わせると、彗星は構成粒子半径が1ミクロンのダスト集合体で説明できることがわかった。これは、これまで仮定されてきた星間ダストサイズの0.1ミクロンではなく、1ミクロンサイズのダスト粒子が惑星形成に必要であることを示唆している。また、ALMAで観測されている高密度なダスト集合体を作るには、100 kmサイズ以上の微惑星の自己重力による圧縮が必要であることを明らかにした。これは、円盤内に存在しているダスト集合体が微惑星の破片であることを示唆している。本研究について、4件の国内会議口頭発表を行った。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(30 results)
