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ダストダイナミクスが決める惑星形成の初期条件

研究課題

研究課題/領域番号 19540239
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 天文学
研究機関名古屋大学

研究代表者

渡邊 誠一郎  名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 教授 (50230967)

研究分担者 小林 浩  北海道大学, 低温科学研究所, 博士研究員 (40422761)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2008年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2007年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード原始惑星系円盤 / ダスト / 微惑星 / 太陽系形成論 / 吸収係数 / 計算機シミュレーション
研究概要

惑星の材料物質の分布を明らかにするために、原始惑星系円盤でのダストダイナミクスを明らかにする基礎研究を進めた。まずは、中心星の光を表面に受けた円盤の熱的な安定性を調べた。その結果、質量降着率が一定値を下回ると、円盤表面に熱的波動が形成され、内側へ伝搬することが明らかになった。その前面では内部領域の温度が上昇してリング状の高まりが形成され、背面では影領域となって温度が低下することがわかった。波動の伝搬時間は数十年で、その変化は円盤のスペクトルエネルギー分布の変化として観測可能であることを指摘した(Watanabe & Lin, 2008)。さらに、その波動伝搬に伴い、円盤のスペクトルエネルギー分布の10年スケールの経年変化および、高分解能の遠赤外線の撮像観測によるリングの移動が観測可能であることを予測した。また、その不安定により生じる渦におけるダスト集積を解析した。
一方、惑星集積過程におけるダスト円盤の形成に関しては、ダストの昇華を考慮した天体力学計算を進め、外側領域でダストが生成されると、ポインティング・ロバートソン効果によってダストは内側領域へと供給され、温度上昇によるダスト昇華によってダストリングが形成されることを明らかにした。ダストの濃集度は、中心星光度やダスト組成(光学特性)によって変化することが明らかになった(Kobayashi et al. 2008)。さらに、ダストの移動と濃集度を半解析的に定式化をした(Kobayashi et al. 2009)。さらにダストの生成過程・破壊過程を微惑星ダイナミクスから与え、質量分布関数の変化を記述する計算コードを開発し、これを用いて惑星集積時のダスト生成の様子を解析している。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (10件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dust ring formation due to sublimation of dust grains drifting radially inward by the Poynt-ing-Robertson drag : An analytical model2009

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, S. Watanabe, H. Kimura, and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Icarus in press

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dust ring formation due to ice sublimation of radially drifting dust particles under the Poynting-Robertson effect in debris disks2009

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, S. Watanabe, H. Kimura, and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Icarus 195

      ページ: 871-881

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dust ring formation due to sublimation of dust grains drifting radially inward by the Poynting-Robertson drag : An analytical model2009

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, S. Watanabe, H. Kimura, T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Icarus (印刷中)

    • NAID

      120001342681

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytic model of upper tropospheric clouds in tropical Hadley cell2008

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Yamamoto, S. Wata-nabe, and K. Nakajima
    • 雑誌名

      Earth Planets Space 60

      ページ: 219-228

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal waves in irradiated proto- planetary disks2008

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe and D.N.C. Lin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 672

      ページ: 1183-1195

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dust ring formation due to ice sublimation of radially drifting dust particles under the Poynting-Robertson effect in debris disks.2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, S. Watanabe, H. Kimura, T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Icarus 195

      ページ: 871-881

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal waves in irradiated protoplanetary disks.2008

    • 著者名/発表者名
      Sei-ichiro Watanabe and D. N. C. Lin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 672

      ページ: 1183-1195

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytic model of upper tropospheric clouds in tropical Hadley cell.2008

    • 著者名/発表者名
      Kyoko K. Tanaka, Tetsuo Yamamoto, Sei-ichiro Watanabe, and Kensuke Nakajima
    • 雑誌名

      Earth Planets Space 60

      ページ: 219-228

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dust ring formation due to ice sublimation of radially drifting dust particles under the Poynting-Robertson effect in debris disks.2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kobayashi, Sei-ichiro Watanabe, Hiroshi Kimura, and Tetsuo Yamamoto
    • 雑誌名

      Icarus 印刷中

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Thermally induced waves in protoplanetary disks and its implication for plane-tary formation2009

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe
    • 学会等名
      Exoplanets and Disks : Their Formation and Diver-sity, the 2nd Subaru International Conference
    • 発表場所
      Kailua-Kona, USA
    • 年月日
      2009-03-08
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Thermally induced waves in protoplanetary disks and its implication for planetary formation2009

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe
    • 学会等名
      Exoplanets and Disks : Their Formation and Diversity The 2nd Subaru International Conference
    • 発表場所
      Kailua-Kona, U. S. A.
    • 年月日
      2009-03-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤内の渦におけるダストのサイズ分布2008

    • 著者名/発表者名
      河村恵里、渡邊誠一郎
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2008-11-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] デブリ円盤における衝突の効果2008

    • 著者名/発表者名
      小林浩、田中秀和、山本哲生
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2008-11-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ダスト循環モデルによる原始惑星系円盤内縁領域でのダストの動径方向移動2008

    • 著者名/発表者名
      藤原大輔、渡邊誠一郎
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2008-11-01
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Dust ring formation due to ice sublimation in debris disks2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      Asia Oceania Geos-ciences Society 5th Annual Meeting
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2008-06-16
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Dust ring formation due to ice sublimation in debris disks2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 5th Annual Meeting
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2008-06-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Thermally induced waves in irradiated protoplanetary disks2008

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe and D.N.C. Lin
    • 学会等名
      39^(th) Lunar and Planetary Science Conference
    • 発表場所
      League City, USA
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Thermally induced waves in irradiated protoplanetary disks2008

    • 著者名/発表者名
      Sei-ichiro Watanabe and D. N. C. Lin
    • 学会等名
      39th Lunar and Planetary Science Conference
    • 発表場所
      League City, Texas, USA
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における熱的波動の伝搬とSEDの変化2007

    • 著者名/発表者名
      渡邊誠一郎、D.N.C. Lin
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      高知市
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] 名古屋大学出版会2008

    • 著者名/発表者名
      渡邊誠一郎、檜山哲哉、安成哲三(編集)
    • 総ページ数
      341
    • 出版者
      新しい地球学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] シリーズ現代の天文学第9巻「太陽系と惑星」(執筆分担:6.1節, 6.3節)2008

    • 著者名/発表者名
      渡邊 誠一郎
    • 出版者
      日本評論社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://epp.eps.nagoya-u.ac.jp/~seicoro/

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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