| 研究課題/領域番号 |
15K05268
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
関谷 実 九州大学, 理学研究院, 教授 (60202420)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 惑星 / 惑星形成 / 太陽系 / 隕石 / 微惑星 |
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| 研究実績の概要 |
惑星は、微惑星と呼ばれる小さな天体が、互いに衝突したときに重力により合体することを繰り返して形成されたと考えられている。微惑星の形成過程としては２通りの説がある。１つはミクロンサイズの塵が電磁力で付着合体を繰り返すことにより形成されたという付着成長説である。もう1つの説は、塵の集団が重力により集まってできたという重力不安定説である。熱変成をあまり受けていない隕石（タイプ３のコンドライト隕石）は、微惑星形成直後の情報を保持していると考えられる。このような隕石の主成分は、ミリメートルサイズのコンドルールと呼ばれる球状の岩石である。ミリメートルサイズの岩石は、電磁力では付着しないので、重力により集まって微惑星を形成したと考えられる。コンドルールが重力で集まるためには、単位体積当たりのコンドルールの総質量（体積密度）がロッシュ密度と呼ばれる密度を超える必要がある。原始惑星系円盤内でミリメートル・サイズの岩石の体積密度を増加させる機構として有力視されているものに、ストリーミング不安定性がある。これは、ガスと塵の間に働く摩擦力に関係する不安定性であり、塵の体積密度が大きい部分がさらに大きくなるということが起きる場合がある。平成３０年度には、ストリーミング不安定性により、塵が集まって微惑星が形成される条件を、従来用いられてきた３つの無次元量ではなくて、２つの無次元量で表されることを、数値シミュレーションにより示した論文が、国際誌に受理され掲載された。この成果により、今後の研究を行う上で必要なパラメータの組み合わせを、けた違いに少なくすることができた。
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| 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
平成３０年度は、前年度に国際誌に投稿した論文が受理され掲載された。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成３０年度の成果は、直観的な推察に基づいた結果の数値シミュレーションによる検証という方法で得られたものであり、十分な理論的裏付けができているとは言えない。そこで、平成３１年度には以下の２つのアプローチによる研究を予定している。
１．線形解析による数値シミュレーション結果の解釈
数値シミュレーションでは、パラメータの値に依存して、準定常状態に落ち着く場合と、ダストの体積密度が増え続ける場合の２通りの結果が得られた。この違いを解釈するために、準定常状態に摂動を与えた場合の線形安定性解析を行う。
２．拡散モデルを用いた数値シミュレーション結果の解釈
数値シミュレーションの結果を、拡散係数を用いたモデルで表現することを試みる。拡散係数の値は、数値シミュレーションを行いながら必要な量を出力して解析することにより求める。これを簡単な経験式で表現し、モデル計算を行って、数値計算の結果を再現することを試みる。これが成功すると、今後は大規模な数値シミュレーションを行うことなく結果が予想できるようになることが期待される。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由
本年度受理された論文が掲載された雑誌の技術者の補助により２４個の動画を４個の同時に動く動画にまとめることができたために、論文の投稿料が想定していたよりも大幅に少額になったこと。本研究費で支出する予定であった学会旅費を他の経費で支出したこと。
使用計画
成果の学会発表および最新の情報収集のための旅費に３０万円、膨大なデータを保存するハードディスクなどパソコン関連消耗品の購入に３３万円を使用する。さらに今年度行う研究の成果を論文として投稿する。その英文校閲に１０万円、投稿料に３０万円を使用する。
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