非軸対称な原始惑星系円盤におけるダストダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 21540239
• 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)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 惑星起源・進化 / 理論天文学 / 宇宙物理 / 光学赤外線天文学 / 微惑星 / 固体微粒子

研究概要

惑星系は原始星の周りを公転する円盤状のガス雲である原始惑星系円盤の中で誕生した。円盤内のダスト粒子は相互衝突で成長し、やがて数km以上の半径を持つ微惑星を形成したと考えられている。しかし、そのダストから固体微惑星までの成長過程はよく分かっていない。本研究では、原始惑星系円盤における(磁気)流体不安定によって生ずる非軸対称な流れ(渦)によって,ダストの運動と成長がどのような影響を受けるかを考察した。その結果、定常状態におけるダストの面密度分布などを半解析的に求め、長寿命な高気圧性の渦においては、ダストは中心付近に集まって、微惑星を形成するに十分な量となることが分かった。このような過程で微惑星が形成された場合、その後の惑星形成過程は従来のものとは異なり、半径100 km以下の微惑星ができにくいなどの特徴があることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Sublimation temperature of circumstellar dust particles and its importance for dust ring formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 63 号: 10 ページ: 1067-1075
  • DOI: 10.5047/eps.2011.03.012
  • NAID: 10030184219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ice sublimation of dust particles and their detection in the outer solar system (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, H. Kimura, S. Yamamoto, S. Watanabe, T. Yamamoto
  • 雑誌名: Earth, Plantes and Space 巻: Vol.62 号: 1 ページ: 57-61
  • DOI: 10.5047/eps.2009.03.001
  • NAID: 10029015395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ice sublimation of dust particles and their detection in the outer solar system (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Kimura, H., Yamamoto, S., Watanabe, S., Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 62 ページ: 57-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermally induced waves in protoplanetary disks and their implication for planetary formation (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe and D. N. C. Lin
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1158 ページ: 27-30
  • URL: http://proceedings.aip.org/resource/2/apcpcs/1158.jsp
• [雑誌論文] Size distribution of dust grains in vortic es in a protoplanetary disk (2009)
  • 著者名/発表者名: E. Kawamura and S. Watanabe
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1158 ページ: 133-134
  • URL: http://proceedings.aip.org/resource/2/apcpcs/1158.jsp
• [雑誌論文] Thermally induced waves in protoplanetary disks and their implication for planetary formation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, S., Lin, D.N.C.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 1158 ページ: 27-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size distribution of dust grains in vortices in a protoplanetary disk. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, E., Watanabe, S.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 1158 ページ: 133-134
  • 査読あり
• [学会発表] Dust condensation time and total dust mass in a vortex in protoplanetary disks by an analyrtical approach (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Kawamura, S.Watanabe, S.Inaba
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] 月惑星探査に基づく太陽系年代学の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊誠一郎、小林浩、諸田智克、荒川政彦
  • 学会等名: 日本惑星科学会2011年秋季講演会
  • 発表場所: 相模女子大学(神奈川県相模原市)
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] 渦による微惑星形成:解析解から惑星系を議論する (2011)
  • 著者名/発表者名: 河村恵里、渡邊誠一郎、稲葉知士
  • 学会等名: 日本惑星科学会2011年秋季講演会
  • 発表場所: 相模女子大学(神奈川県相模原市)
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] 月惑星探査に基づく太陽系年代学の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊誠一郎, 小林浩, 諸田智克, 荒川政彦
  • 学会等名: 日本惑星科学会2011年秋季講演会
  • 発表場所: 相模女子大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] 渦による微惑星形成:解析解から惑星系を議論する (2011)
  • 著者名/発表者名: 河村恵里, 渡邊誠一郎, 稲葉知士
  • 学会等名: 日本惑星科学会2011年秋季講演会
  • 発表場所: 相模女子大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] 惑星探査と宇宙惑星科学コミュニティ (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊誠一郎
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2011年大会(招待講演)
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] 惑星探査と宇宙惑星科学コミュニティ (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊誠一郎
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] 渦の周りの流れ場とダストの面密度分布進化について:解析モデルと数値シミュレーションの比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河村恵里、渡邊誠一郎、稲葉知士
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 渦の周りの流れ場とダストの面密度分布進化について:解析モデルと数値シミュレーションの比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河村恵里, 渡邊誠一郎, 稲葉知士
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Dust condensation time and total dust mass in a vortex in protoplanetary disks by an analytical approach (2011)
  • 著者名/発表者名: E. Kawamura, S. Watanabe, and S. Inaba
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco(USA)
• [学会発表] 渦による微惑星形成:数値シミュレーション結果と解析解の比較 (2010)
  • 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2010年秋季講演会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2010-10-06
• [学会発表] 渦による微惑星形成:数値シミュレーション結果と解析解の比較 (2010)
  • 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2010年秋季講演会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2010-10-06
• [学会発表] Dust surface density evolution in a vortex in protoplanetary disks by an alytical approach (2010)
  • 著者名/発表者名: E. Kawamura, S. Watanabe
  • 学会等名: Ishigaki International Conference on Evolving Theory for Planet Formation
  • 発表場所: Ishigaki, Okinawa
  • 年月日: 2010-06-22
• [学会発表] 地球惑星科学におけるモデルとシナリオ (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邊誠一郎
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 地球惑星科学におけるモデルとシナリオ (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邊誠一郎
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] Dust surface density evolution in a vortex in protoplanetary disks by an alytical approach (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Kawamura, S.Watanabe
  • 学会等名: Ishigaki International Conference on Evolving Theory for Planet Formation
  • 発表場所: 石垣市(沖縄県)
• [学会発表] 原始惑星系円盤内の渦におけるダストの面密度分布進化 (2009)
  • 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2009年度秋季講演会
  • 発表場所: 東京大学(東京都文京区)
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] 原始惑星系円盤内の渦におけるダストの面密度分布進化 (2009)
  • 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2009年度秋季講演会
  • 発表場所: 東京大学工学部
  • 年月日: 2009-09-29