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輻射磁気流体シミュレーションによる星周円盤進化およびガス惑星形成過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J00625
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 超高層物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

塚本 裕介  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード輻射流体力学 / 磁気流体力学 / シミュレーション / 星形成 / 惑星形成 / 星周円盤 / SPH / MHD / オーム散逸
研究実績の概要

分子雲コア内の磁場は比較的強く、原始星や円盤形成進化に大きな影響を与えることが指摘されてる。特に磁場による角運動量輸送(磁気制動)によって円盤の形成初期のサイズは大きな影響をうけることが指摘されてきた。
分子雲コア内は低電離環境であるため非理想磁気流体効果(オーム散逸、ホール効果、両極性散逸)が重要な役割を果たす。しかしながらこれらの効果が現実的な温度進化の元で円盤形成過程にどのような影響を及ぼすかは明らかではなかった。
そこで、本年度は円盤形成過程における磁場の影響を、特に磁気散逸過程(オーム散逸、両極性散逸)に注目して、非理想輻射磁気流体シミュレーションによって研究した。
そのためにまずオーム散逸と両極性散逸のSPHを用いた定式化と実装を世界で初めて行った。
次に、このコードを用いて、分子雲コアの重力崩壊シミュレーションを行った。その結果、磁気散逸効果のみを考慮した場合でも原始星周囲には形成直後から半径1AU程度の回転で支えられた円盤が存在すること、円盤の質量は十分重く、重力不安定性が角運動量輸送に重要な役割を果たすことを見いだした。この内容は現在査読論文にまとめられ、投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Effects of radiative transfer on the structure of self-gravitating discs, their fragmentation and the evolution of the fragments2015

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto, Yusuke, Takahashi, Sanimichi Z.,Machida, Masahiro N., and Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 445 号: 2 ページ: 1175-1190

    • DOI

      10.1093/mnras/stu2160

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation, orbital and thermal evolution, and survival of planetary-mass clumps in the early phase of circumstellar disc evolution2013

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto, Yusuke, Machid a, M. N., Inutsuka, S
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 436 号: 2 ページ: 1667-1673

    • DOI

      10.1093/mnras/stt1684

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An explicit scheme for ohmic dissipation with smoothed particle magnetohydrodynamics2013

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto, Yusuke, Iwasaki, K, Inutsuka, S
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 434 号: 3 ページ: 2593-2599

    • DOI

      10.1093/mnras/stt1205

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation and Early Evolution of Circumstellar Disks in Turbulent Cloud Core2013

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto, Yusuke, Machida, Masahiro N
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 428 号: 2 ページ: 1321-1334

    • DOI

      10.1093/mnras/sts111

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 重力不安定性による惑星形成2015

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      新学術領域「系外惑星」B01,B02班 研究会 「円盤から惑星・衛星へ:形成と進化」
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-02-16 – 2015-02-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 星・星周円盤の形成と重力不安定による惑星形成2014

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      第1回 DTAシンポジウム 「星形成領域および星団環境での惑星の形成と進化」
    • 発表場所
      国立天文台
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] "Effects of magnetic field and radiation transfer for the formation and evolution of circumstellar disks"2014

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      The 6th East Asian Numerical Astrophysics Meeting
    • 発表場所
      キョンヒ大学、韓国
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ファーストコアの角運動量進化における輻射および非理想磁気流体効果の影響2014

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      2014年日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 自己重力円盤の構造とその分裂における輻射過程の影響2014

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      2014年日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SPH法のための磁気散逸スキームの開発とその星形成シミュレーションへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      2014年日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      クレタ島、ギリシャ
    • 年月日
      2014-03-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] SPH法による非理想輻射磁気流体シミュレーションコードの開発とその円盤形成過程への応用2013

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2013-12-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Formation, orbital and thermal evolution, and survival of planetary-mass clumps in the early phase of circumstellar disk evolution2013

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      Exoplanets and Disks : Their formation and Diver sity II
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2013-12-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 円盤分裂によって形成したクランプの性質について2013

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      2013年日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 星周円盤初期進化過程の分類2013

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      2013年日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 円盤形成初期における円盤分裂と分裂片の熱進化2012

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      理論懇シンポジウム・計算宇宙物理学の新展開
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2012-12-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 原始星形成、星周円盤の進化過程における加熱、冷却過程の重要性について2012

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      2012年日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      大分大学
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The effect of mass accretion for formation and thermal evolution of circumstellar disks2012

    • 著者名/発表者名
      塚本裕介
    • 学会等名
      The Labyrinth of Star Formation
    • 発表場所
      クレタ島、ギリシャ
    • 年月日
      2012-07-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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