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ガス降着段階における原始惑星系円盤の磁場の進化

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2425
補助金の研究課題番号 22J11129 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関九州大学

研究代表者

川崎 良寛  九州大学, 理学府, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード星形成 / 惑星形成 / 原始惑星系円盤 / ダスト / 磁場
研究開始時の研究の概要

原始惑星系円盤の角運動量輸送機構の機構として磁気的な効果が有力視されており、磁気回転不安定性や磁気遠心力風が調べられてきた。これらの機構による角運動量輸送の効率を理解するためには円盤内の磁場の分布が重要である。本研究では、磁場を考慮した1次元のガス降着段階の円盤進化計算を行い、円盤進化や惑星形成過程における磁場の役割をより明確にしていく。

研究実績の概要

星や惑星の母体である分子雲コアに含まれるミクロンサイズの個体微粒子であるダストの衝突合体成長と気相中の荷電粒子の存在量や磁気的効果への影響に関する研究を行った。この研究において、ダスト間の衝突速度を決める乱流強度やダストの衝突破壊速度をパラメータとして扱い計算を行った。そして、星形成過程におけるダストの衝突合体成長と磁気的効果への影響の関係を調べた。乱流強度とダストの衝突破壊速度は、ダストの成長とそれに伴う磁気的効果に大きく影響を与える事が分かった。そしてこの結果の論文化を行い、国際誌に投稿し受理された。また、近年の観測精度の向上により、進化段階が早期の原始惑星系円盤の観測が行われている。初期進化段階の円盤において、ダストがどれほどサイズ成長しており、どのように空間分布をしているかは惑星形成過程の解明において重要である。そのため、ダストの進化を考慮した原始惑星系円盤の動径方向1次元進化計算コードの開発を行い、計算を行った。特に、分子雲コアからの質量流入を考慮して、円盤形成段階から計算を開始するようにした。円盤の温度進化を行う数値計算コードの開発も行った。円盤の粘性の起源として、円盤の自己重力不安定性と磁気回転不安定性を考慮した。ただし、ダスト間の衝突速度は磁気回転不安定性による乱流の寄与のみを考えた。さらに、今までの多くの研究で無視されてきた円盤風と呼ばれる現象を計算に組み込んで、円盤進化やダスト成長への影響を調べた。その結果として、円盤風の存在は円盤の進化やダストのサイズ成長に影響を与えることが分かった。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Impact of turbulence intensity and fragmentation velocity on dust particle size evolution and non-ideal magnetohydrodynamics effects2023

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Yoshihiro、Machida Masahiro N
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 522 号: 3 ページ: 3679-3692

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1241

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dust coagulation and fragmentation in a collapsing cloud core and their influence on non-ideal magnetohydrodynamic effects2022

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Yoshihiro、Koga Shunta、Machida Masahiro N
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 515 号: 2 ページ: 2072-2087

    • DOI

      10.1093/mnras/stac1919

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of dust particles in three-dimensional magnetohydrodynamics simulation: dust dynamics in a collapsing cloud core2022

    • 著者名/発表者名
      Koga Shunta、Kawasaki Yoshihiro、Machida Masahiro N
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 515 号: 4 ページ: 6073-6092

    • DOI

      10.1093/mnras/stac2115

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子雲コアの収縮におけるダストの成長破壊と非理想磁気流体効果への影響2022

    • 著者名/発表者名
      川﨑良寛、町田正博
    • 学会等名
      日本天文学会2022秋季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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