| 研究課題/領域番号 |
19K03941
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17010:宇宙惑星科学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
田中 秀和 東北大学, 理学研究科, 教授 (00282814)
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| 研究分担者 |
和田 浩二 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 主席研究員 (10396856)
奥住 聡 東京工業大学, 理学院, 准教授 (60704533)
田中 今日子 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (70377993)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 原始惑星系円盤 / ダスト / ダスト衝突破壊 / 惑星形成 / 微惑星 / 衝突破壊 / ダスト構造 / 焼結 / 分子動力学計算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，粒子を分子で構成した大規模分子動力学計算を実行しミクロレベルから徹底的に調べ，微粒子間相互作用モデルを構築する．シンタリング(焼結)による微粒子間結合の強化の効果も相互作用モデルに組み込む．構築した微粒子間相互作用モデルを用いたダスト衝突のN体数値計算を大量に行い，新たなダスト付着成長の微物理モデルを確立する．この微物理モデルをもとにした微惑星形成問題やダスト観測等への応用研究も行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ダスト微粒子相互作用モデルを分子動力学計算で分子レベルから調べ明らかにした上で、この最新相互作用モデルを用いダスト集合体の衝突の大規模サーベイ計算を行うことで、高精度かつ詳細なダスト微物理モデルを構築した。分子動力学計算の研究では、比較的低速な衝突でも強いエネルギー散逸が起こることが示された。このエネルギー散逸機構を取り入れたダスト集合体の衝突数値計算からは、ダスト破壊に対する普遍的な衝突速度の閾値や破壊で生じる破片のサイズ分布モデルが導出された。さらに、原始惑星系円盤のダストの理解に役立つ、ダスト内部密度進化やダスト跳ね返り条件についても高精度なモデルを作成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
微惑星に至るまでの形成過程において、ダスト衝突合体または破壊の過程に関する知見は不可欠である。本研究で発展させたダスト微物理モデルはダスト衝突における合体条件をほとんど不定性なしに議論することを可能にした。また、本研究で発展させた、破片サイズ分布や、ダスト密度進化、ダストの衝突跳ね返り条件等の各理論モデルは、原始惑星系円盤やデブリ円盤におけるダスト進化理論の今後の研究において非常に有力なツールであり、精度の高い研究を推進していく助けとなるものである。
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