ダスト層の鉛直構造モデリングが明らかにする円盤進化と惑星形成
Project/Area Number |
21K13983
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
Principal Investigator |
瀧 哲朗 国立天文台, 天文シミュレーションプロジェクト, 特任研究員 (20898267)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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Keywords | 惑星系形成 / 数値流体力学 / 原始惑星系円盤 / ダスト |
Outline of Research at the Start |
本研究では星の周りに存在するガス円盤(原始惑星系円盤)の内部での固体物質(ダスト)の鉛直方向分布の様子を調べる. 原始惑星系円盤の内部でダストがどのような姿で存在し,どのように進化していくのか?というのは惑星系形成理論における中心的な興味のひとつである.近年,観測及び数値シミュレーションの進展によって,原始惑星系円盤の描像は従来と大きく変わりつつある.しかし,その一方でダスト層の鉛直構造に対する理解はここ10年ほど停滞しており,両者には乖離が見られるのが実情である. 本研究では円盤内部でのダストダイナミクスの第一原理的な計算からこの問題に切り込み,新しい円盤進化・惑星形成の描像の確立を目指す.
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Outline of Annual Research Achievements |
惑星系形成とは原始惑星系円盤の内部で進行する固体物質(ダスト)のサイズ進化過程であると考えることができる.そのため「原始惑星系円盤内部でダストがどのように分布しているのか」というのは惑星系の形成過程を考える上で鍵となる情報である.ALMAをはじめとする近年の大型電波干渉計技術の進展により,我々は10年前に比べると遥かに高解像度のダスト分布を知ることができるようになってきた. さて,ここで言う「分布」とは「空間的な分布」のことを指しているが,これは言うまでもなく空間3次元の情報である.しかしながら,どのような撮像観測であっても得られる情報は本質的に2次元である.それゆえ,いかに優れた観測結果であっても真のダスト空間分布を知るためには失われた1次元分の情報をモデルによって補ってやる必要がある. 原始惑星系「円盤」はその名の通り第ゼロ近似では2次元的な比較的薄い構造であるため,特に「厚み」方向,すなわち円盤鉛直方向の情報を観測から直接得ることは難しい.しかしダストのサイズ進化に直接関わってくるのは鉛直方向に積分されたダスト密度ではなくダストの局所的な空間密度であるため,この鉛直方向分布の情報は惑星系形成過程において本質的に重要となる. 本研究課題では,このダストの鉛直方向分布を数値計算から第一原理計算的に求めることを目指している.本年度は昨年度に引き続き主に計算コードの開発を行った. Athena (Stone et al., 2008) のダストモジュールを改良し,近年の観測,特に円盤ギャップ構造近傍のダスト熱放射分布と比較するのに適した3次元ダスト分布計算を行うための準備が進行中である.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コード開発に予定以上の時間がかかってしまっており,現時点でプロダクトランが始められていない.本来であれば当該年度中には計算コードを完成させ,惑星近傍でのダストの三次元分布に関するシミュレーション結果が得られている計画であったため,本研究課題の進捗はやや遅れている状況にあると判断した.
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Strategy for Future Research Activity |
計算コードの問題箇所はある程度特定されているため,近い将来においてプロダクトランを行えるようになる見込みである.当初計画していた国立天文台 CfCA の XC50 システムの利用に加え,補助的な計算資源として同 CfCA の中規模サーバを積極的に用いることで計算を加速させ,計画の遅れを取り戻す計画である.
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)