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低金属量環境下での原始惑星系円盤光蒸発と星・原始惑星系円盤・惑星形成の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J03534
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 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関東京大学

研究代表者

仲谷 崚平  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード原始惑星系円盤 / 金属量 / 分子雲 / 数値シミュレーション / 光蒸発 / 惑星形成
研究実績の概要

本年度始め、原始惑星系円盤における紫外線光蒸発の金属量依存性についての研究成果をまとめた論文がAstrophyiscal Journalにて出版された。本研究では世界初の自己無撞着輻射流体シミュレーションを遂行することで、原始惑星系円盤の光蒸発による質量損失率を様々な金属量において導き、紫外線光蒸発率の金属量依存性を明らかにした。光蒸発率の金属量依存性が観測される原始惑星系円盤寿命の金属量依存性に説明を与えられることを初めて示した。本研究の続編として、X線も加熱源として考慮した原始惑星系円盤光蒸発の金属量依存性についての研究も本年度前期に行った。研究成果を論文にまとめ9月にAstrophysical Journalにてその論文が出版された。本研究の結果、これまで光蒸発を駆動するために重要だと思われていたX線は大きな光蒸発率を生まないことが明らかとなった。また、X線は紫外線による加熱を増幅させる役割を持ち、それにより光蒸発率がX線がない場合に比べ増加することも直接示した。X線により増幅された紫外線光蒸発はX線がない場合のものと比べ、より観測的な円盤寿命の金属量依存性と整合する光蒸発率の金属量依存性を与えるということが明らかとなった。
また、本年度は多様な環境下における大質量星近傍の分子雲コアの光蒸発に関しての研究も遂行した。本研究の結果、初期宇宙などの極端に金属量の低い環境下では、近傍大質量星からの強い紫外線輻射により星周囲の分子雲が破壊・消散することが明らかとなった。消散時間は星形成時間よりも十分に短いため、この効果により極低金属量環境では星形成が強く抑制され得ることを示した。また、比較的高金属量では分子雲が圧縮を受け長時間生き残るという大質量星駆動星形成と整合する結果を得た。研究成果を論文にまとめ、2018年度末現在Astrophysical Journalに投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] テュービンゲン大学/マックスプランク研究所ハイデルベルグ(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] テュービンゲン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ジェット推進研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] チュービンゲン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Radiation Hydrodynamics Simulations of Photoevaporation of Protoplanetary Disks by Ultraviolet Radiation: Metallicity Dependence2018

    • 著者名/発表者名
      Nakatani Riouhei、Hosokawa Takashi、Yoshida Naoki、Nomura Hideko、Kuiper Rolf
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 857 号: 1 ページ: 57-57

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aab70b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Radiation Hydrodynamics Simulations of Photoevaporation of Protoplanetary Disks. II. Metallicity Dependence of UV and X-Ray Photoevaporation2018

    • 著者名/発表者名
      Nakatani Riouhei、Hosokawa Takashi、Yoshida Naoki、Nomura Hideko、Kuiper Rolf
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 865 号: 1 ページ: 75-75

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aad9fd

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Radiation Hydrodynamics Simulations of Photoevaporation of Protoplanetary Disks: Metallicity Dependence of UV and X-ray Photoevaporation2018

    • 著者名/発表者名
      Riouhei Nakatani
    • 学会等名
      RESCEU Summer School
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原始惑星系円盤光蒸発の輻射流体シミュレーション:紫外・X線光蒸発の金属量依存性2018

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平
    • 学会等名
      新学術「星惑星形成」第一回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤の光蒸発2018

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平
    • 学会等名
      ALMAワークショップ:円盤から太陽系へ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 近傍大質量星からの紫外線照射による分子雲コアの光蒸発:コア寿命の金属量依存性2018

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平
    • 学会等名
      第31回 理論懇シンポジウム「宇宙物理の標準理論:未来へ向けての再考」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における紫外線/X線光蒸発の金属量依存性2018

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤光蒸発の金属量依存性2017

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • 学会等名
      日本天文学会2017年春季年会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Radiation-hydrodynamical simulations of photoevaporating protoplanetary disks with various metallicities2017

    • 著者名/発表者名
      Riouhei Nakatani, Takashi Hosokawa, Naoki Yoshida, Hideko Nomura, Rolf Kuiper
    • 学会等名
      Francessco's Legacy - Star Formation in Space and Time
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における光蒸発の金属量依存性2017

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • 学会等名
      基研研究会「原始惑星系円盤」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Radiation-Hydrodynamical Simulations of Photoevaporating Protoplanetary Disks with Various Metallicities2017

    • 著者名/発表者名
      Riouhei Nakatani, Takashi Hosokawa, Naoki Yoshida, Hideko Nomura, Rolf Kuiper
    • 学会等名
      SFDE17: from Local Clouds to Distant Galaxies
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 円盤光蒸発の再考・議論2017

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平
    • 学会等名
      原始星と原始惑星系円盤の形成進化過程についてのワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における光蒸発の金属量依存性2017

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • 学会等名
      「天体形成論~過去・現在・未来~」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における紫外線/X線光蒸発の輻射流体シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • 学会等名
      理論懇シンポジウム「星の物理の新地平」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における光蒸発の金属量依存性2016

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀, 野村英子, Rolf Kuiper
    • 学会等名
      原始星と原始惑星系円盤の形成進化過程についてのワークショップ
    • 発表場所
      JR博多シティアミュプラザ(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-12-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤の光蒸発2016

    • 著者名/発表者名
      仲谷崚平, 細川隆史, 吉田直紀
    • 学会等名
      日本天文学会2016年秋季年会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Metallicity Dependence of Photoevaporation Rate in Protoplanetary Disks2016

    • 著者名/発表者名
      Nakatani, R., Hosokawa, T. & Yoshida, N.
    • 学会等名
      APCosPA-Planet RESCEU Summer School
    • 発表場所
      臥龍の郷(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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