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隕石中の固体微粒子の形成・集積機構に着目した新しい岩石微惑星形成モデルの探求

研究課題

研究課題/領域番号 17J06861
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 固体地球惑星物理学
研究機関東京工業大学

研究代表者

荒川 創太  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードコンドリュール / 隕石 / ダスト / 密度進化 / 微惑星 / 惑星形成 / 太陽系外縁天体 / 熱伝導率
研究実績の概要

本研究の目標は、惑星の前駆天体である「微惑星」が原始惑星系円盤中でどのように形成されたのかを理論計算によって明らかにすることである。本年度は、以下の4つの問題に取り組んだ。
1. 塵粒子凝集体(ダストアグリゲイト)の熱伝導率を、その幾何学的構造から理論的に導出することに成功した。本研究内容は Progress of Theoretical and Experimental Physics 誌に発表した。
2. 木星の衛星であるガリレオ衛星の形成に関して、固体微粒子の光泳動によって周木星円盤に面密度・圧力の極大が形成され、衛星の軌道が決まるというモデルを提示した。本研究内容は Astronomy & Astrophysics 誌 に発表した。
3. 彗星表層の熱慣性の温度依存性に注目し、氷微惑星がどのような粒径の塵粒子集合体の集積によって形成されたのかを議論した。この結果については次年度に論文にまとめる予定である。
4. 太陽系外縁天体の衛星系の潮汐軌道進化について、計算手法の改良を行なった。衛星及び中心天体の分化・溶融状態は太陽系外縁における微惑星の形成・集積機構を反映し、集積タイムスケール等によっては衛星・中心天体共に未分化となり得る。我々は未分化の 2 天体からなる衛星系について熱進化と潮汐軌道進化のカップリング計算を行い、衛星系が観測されているような離心率 0.1 程度の系に進化する初期条件は非常に限られていることを明らかにした。本研究内容は現在査読誌に投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Compound Chondrule Formation in Optically Thin Shock Waves2019

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Nakamoto Taishi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 877 号: 2 ページ: 84-84

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab1b3e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Early formation of moons around large trans-Neptunian objects via giant impacts2019

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, S., Hyodo, R., Genda, H.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 3 号: 9 ページ: 802-807

    • DOI

      10.1038/s41550-019-0797-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photophoresis in the circumjovian disk and its impact on the orbital configuration of the Galilean satellites2019

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Shibaike Yuhito
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 629 ページ: A106-A106

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201936202

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geometrical structure and thermal conductivity of dust aggregates formed via ballistic cluster-cluster aggregation2019

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Takemoto Masaki、Nakamoto Taishi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 9

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz102

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermal conductivity and coordination number of compressed dust aggregates2019

    • 著者名/発表者名
      S. Arakawa, M. Tatsuuma, N. Sakatani, T. Nakamoto
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 324 ページ: 8-14

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2019.01.022

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ejection of Chondrules from Fluffy Matrices2017

    • 著者名/発表者名
      Sota Arakawa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: Volume 846 号: 2 ページ: 118-118

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8564

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermal conductivity of porous aggregates2017

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Tanaka Hidekazu、Kataoka Akimasa、Nakamoto Taishi
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 608 ページ: L7-L7

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201732182

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Compound Chondrule Formation via High-Speed Collision of Supercooled Droplets in Optically Thin Shock Waves2019

    • 著者名/発表者名
      Sota Arakawa, Taishi Nakamoto
    • 学会等名
      The 82nd annual meeting of the Meteoritical Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal Conductivity of Bifractal Aggregates: Theoretical Interpretation2019

    • 著者名/発表者名
      Sota Arakawa, Masaki Takemoto, Taishi Nakamoto
    • 学会等名
      The 82nd annual meeting of the Meteoritical Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Early formation of satellites around 1000 km-sized trans- Neptunian objects via giant impacts2019

    • 著者名/発表者名
      Sota Arakawa, Ryuki Hyodo, Hidenori Genda
    • 学会等名
      EPSC-DPS Joint Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塵粒子集合体のグラフ構造から理解する熱伝導率の充填率依存性2019

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 竹本正輝, 中本泰史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2019 年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 周木星円盤におけるダスト粒子の光泳動2019

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 芝池諭人
    • 学会等名
      日本天文学会 2019 年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 太陽系外縁天体の衛星形成と潮汐進化2019

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 兵頭龍樹, 庄司大悟, 玄田英典
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2019 年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 周木星円盤における光泳動:ガリレオ衛星の軌道共鳴の起源に対するひとつの説 明2019

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 芝池諭人
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2019 年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光学的に薄い衝撃波による複合コンドリュール形成の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 中本泰史
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Thermal Conductivity of Porous Dust Aggregates2018

    • 著者名/発表者名
      Sota Arakawa, Hidekazu Tanaka, Akimasa Kataoka, Taishi Nakamoto
    • 学会等名
      XXX IAU General Assembly
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダストアグリゲイトの熱伝導率2018

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 辰馬未沙子, 坂谷尚哉, 中本泰史
    • 学会等名
      惑星科学会2018年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 巨大衝突による太陽系外縁天体での衛星形成とその後の潮汐進化2018

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 兵頭龍樹, 玄田英典
    • 学会等名
      第6回衛星系研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 過冷却液滴の高速衝突による複合コンドリュール形成2018

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 中本泰史
    • 学会等名
      第14回日本惑星科学会衝突研究会研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Heat conduction in highly porous aggregates2018

    • 著者名/発表者名
      荒川創太、田中秀和、片岡章雅、中本泰史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コンドリュールと高空隙率マトリックスの共集積2017

    • 著者名/発表者名
      荒川創太、中本泰史
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高空隙率ダストアグリゲイトの衝突によるコンドリュール紛失の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      荒川創太、中本泰史
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における岩石ダストの直接合体成長2017

    • 著者名/発表者名
      荒川創太、中本泰史
    • 学会等名
      宇宙生命計算科学連携拠点第3回ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Forming chondrite parent bodies from direct aggregation of chondrules and matrix grains2017

    • 著者名/発表者名
      Sota Arakawa, Taishi Nakamoto
    • 学会等名
      Goldschmidt 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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