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進化する原始惑星系円盤における微惑星形成の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K14091
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

兵頭 龍樹  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 国際トップヤングフェロー (20814693)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード微惑星 / 惑星探査 / 原始惑星系円盤 / 凝縮物理 / 惑星形成 / 小惑星 / 小天体
研究開始時の研究の概要

太陽系の惑星の形成起源を含む、現在の惑星形成論は、数百km程度の微惑星をより小さな粒子から形成することにおいて困難を抱えている。本研究は、この未解決である微惑星の形成過程の理解に資する理論研究となることを目指すものである。また、現存する微惑星は小天体として太陽系内に残っていることから、本研究は、現在進行形の太陽系探査ミッションに深く関連し、理論的な側面から探査・観測活動を支える。

研究実績の概要

本研究では、原始惑星系円盤において微惑星が形成される素過程を理解することを目指しています。原始惑星系円盤では、ガス成分がその大部分を担い、固体粒子である塵がガス成分の凝縮によって形成されます。そのため本研究ではガスの凝縮過程の素過程を深く理解する必要があります。本研究は、理論モデルと数値計算を用いて、この課題に取り組んでいます。当該年度は、理論モデルの構築と数値計算コードの開発をさらに進めるために、凝縮物理を専門とするフランスの研究チームと対面で議論を行うためにパリ地球物理研究所 (IPGP)に渡航しました。数値計算コードの開発は順調であり、計算データの取得も進めています。

また、当該研究分野(惑星科学)により広く一般的に貢献するために、本研究で得られた惑星物質科学の知識を応用し、惑星探査ミッションで得られる観測データから小天体や火星衛星の科学組成とその起源を制約させる手法・モデルの開発を行いました。この成果は、査読付きの国際学術誌に投稿され、出版されています。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

理論モデルの構築および数値計算コードの開発が順調に進んでいます。さらに、開発した計算コードをある具体的な研究テーマに応用しています。

今後の研究の推進方策

本研究で構築する理論モデルや数値計算コードを原始惑星系円盤だけでなく、惑星科学のさまざまな現象にも応用・発展させたいと考えています。さらに、物質の化学進化・力学進化には多様性と複雑さがあり、モデルには改良の余地があると考えます。今後もフランスの研究チームと積極的な議論および共同研究を進めることで数値計算コードのさらなる開発および解析を効率的に進められるよう努力します。得られた結果を査読ありの国際学術誌に出版を目指します。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] IPGP(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The Johns Hopkins University(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paris Institute of Planetary Physics(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Mixing model of Phobos’ bulk elemental composition for the determination of its origin: Multivariate analysis of MMX/MEGANE data2024

    • 著者名/発表者名
      Hirata Kaori、Usui Tomohiro、Hyodo Ryuki、Genda Hidenori、Fukai Ryota、Lawrence David J.、Chabot Nancy L.、Peplowski Patrick N.、Kusano Hiroki
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 410 ページ: 115891-115891

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2023.115891

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Giga-year dynamical evolution of particles around Mars2023

    • 著者名/発表者名
      Liang Yuying、Hyodo Ryuki
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 391 ページ: 115335-115335

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2022.115335

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamical origin of Dimorphos from fast spinning Didymos2023

    • 著者名/発表者名
      Madeira Gustavo、Charnoz Sebastien、Hyodo Ryuki
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 394 ページ: 115428-115428

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2023.115428

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring the Recycling Model of Phobos Formation: Rubble-pile Satellites*2023

    • 著者名/発表者名
      Madeira Gustavo、Charnoz Sabastien、et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 165 号: 4 ページ: 161-161

    • DOI

      10.3847/1538-3881/acbf53

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modelling the evolution of silicate/volatile accretion discs around white dwarfs2022

    • 著者名/発表者名
      Okuya Ayaka、Ida Shigeru、Hyodo Ryuki、Okuzumi Satoshi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 519 号: 2 ページ: 1657-1676

    • DOI

      10.1093/mnras/stac3522

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of Moons and Equatorial Ridge around Top-shaped Asteroids after Surface Landslide2022

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Ryuki、Sugiura Keisuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 937 号: 2 ページ: L36-L36

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac922d

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 土星リングは、なぜ若く見えるのか?2023

    • 著者名/発表者名
      兵頭龍樹
    • 学会等名
      日本惑星科学会2023年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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