ベガ型星の観測により検証可能な微惑星形成理論の構築

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20540232
• 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: 東京工業大学 (2010-2011); 北海道大学 (2008-2009)
• 研究代表者: 竹内 拓 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 科学研究費研究員 (40372651)
• 研究分担者: 中川 義次 神戸大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30172282) ; 相川 祐理 神戸大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40324909) ; 田中 秀和 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (00282814)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 理論天文学 / 惑星形成 / 原始惑星系円盤 / ベガ型星 / 太陽系外惑星系

研究概要

微惑星の形成過程についての理論研究を行った。特に、ダストの沈殿によって円盤乱流を生じる効果、ダストが自己重力によって集積し微惑星ができる条件、ダストの破壊を考慮したダスト成長、小さいダストの静電反発、の計算を行い、微惑星形成に必要な円盤条件などを求めた。また、ベガ型星ダスト円盤の観測との比較のため、輻射とガスの影響によるダスト円盤の構造形成の理論研究、およびダストの衝突破壊の実験的研究を行い、ベガ型星ダストが衝突破壊を起こした時の破片サイズ分布を求めた。さらに、ベガ型星円盤の前段階と思われる遷移円盤の観測に参画し、ダスト円盤の構造からガス円盤の性質を求めた。

研究成果

• [雑誌論文] Minimum Dust Abundances for Planetesimal Formation via Secular Gravitational Instabilities (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T., and Ida, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 749 ページ: 89(8pp)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of Small-Scale Spiral Structures in the Disk of SAO 206462(HD 135344B): Implications for the Physical States of the Disk from Spiral Density Wave Theory (2012)
  • 著者名/発表者名: Muto, T., Grady, C. A., Hashimoto, J., et al
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 748 ページ: L22(7pp)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induced Turbulence and the Density Structure of the Dust Layer in a Protoplanetary Disk (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T., Muto, T., Okuzumi S., Ishitsu, N., and Ida, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 744 ページ: 101(16pp)
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Interaction between a Protoplanetary Diskand a Planet in an Eccentric Orbit : Application of Dynamical Friction (2011)
  • 著者名/発表者名: Muto, T., Takeuchi, T., & Ida, S
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 737 ページ: 101(16pp)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicate Dust Size Distribution from Hypervelocity Collisions : Implications for Dust Production in Debris Disks (2011)
  • 著者名/発表者名: Takasawa, S., Nakamura, A. M., Kadono, T., Arakawa, M., Dohi, K., Ohno, S., Seto, Y., Maeda, M., Shigemori, K., Hironaka, Y., Sakaiya, T., Fujioka, S., Sano, T., Otani, K., Watari, T., Sangen, K., Setoh, M., Machii, N., Takeuchi, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 733 ページ: L39(4pp)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic Barrier Against Dust Growth in Protoplanetary Disks. I. Classifying the Evolution of Size Distribution (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuzumi, S., Tanaka, H., Takeuchi, T., & Sakagami, M-a.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 731 ページ: 95(20pp)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic Barrier Against Dust Growth in Protoplanetary Disks. II. Measuring the Size of the "Frozen" Zone (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuzumi, S., Tanaka, H., Takeuchi, T., & Sakagami, M-a.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 731 ページ: 96(14pp)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of Settling Dust Particles in Turbulent Disks, Exoplanets and Disks (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Takeuchi T. Usuda, M. Ishii, and M. Tamura
  • 雑誌名: Their Formation and Diversity 巻: 1158 ページ: 163-164
• [雑誌論文] Photophoretic Structuring of Circumstellar Dust Disks (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T., & Krauss, O.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 677 ページ: 1309-1323
  • 査読あり
• [学会発表] 磁気乱流不活性領域を考慮した原始惑星系円盤の面密度分布 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内拓
  • 学会等名: 日本天文学会2012年春季年会
  • 発表場所: 龍谷大学、京都
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] 円盤ダスト層で励起される乱流についてのエネルギー的議論 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内拓
  • 学会等名: 惑星系の起源と進化に関する研究会
  • 発表場所: 長浜市,招待講演
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] Disk-Planet Interaction and Planetesimal formation、Ishigaki International Workshop(FSP2011) (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T.
  • 学会等名: Formation of Stars & Planets 2011
  • 発表場所: Ishigaki, Okinawa, JAPAN
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] ダスト層起源の乱流とダスト衝突破壊 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内拓
  • 学会等名: 日本天文学会2011年春季年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Dust Particle Growth and Sedimentation under the Effect of Fragmentation (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T.
  • 学会等名: Ishigaki International Conference on Evolving Theory for Planet Formation
  • 発表場所: Ishigaki Island, Japan
  • 年月日: 20100620-26
• [学会発表] Growth of Settling Dust Particles in Turbulent Disks (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T.
  • 学会等名: Exoplanets and Disks : Their Formation and Diversity"
  • 発表場所: Hakone, Japan
  • 年月日: 20100529-30
• [学会発表] ダストの沈殿、衝突合体、破壊によるダスト層の構造について (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹内拓
  • 学会等名: 日本天文学会2010年秋季年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 原始惑星系円盤でのダストの沈殿と成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹内拓
  • 学会等名: 第28回Grain Formation Workshop,平成22年度銀河のダスト研究会
  • 発表場所: 神戸大学,招待講演
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] Dust in Protoplanetary Disks : Dust Growth and Planetesimal Formation (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Takeuchi
  • 学会等名: NCU-CPS Japan-Taiwan Planetary Science Workshop 2009
  • 発表場所: National Central University(台湾中れき市)
  • 年月日: 20091208-09
• [学会発表] Growth of Settling Dust Particles in Turbulent Di (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T
  • 学会等名: The 2nd Subaru International Conference "Exoplanets and disks : Their Formation and Diversity"
  • 発表場所: Keauhou, Hawaii, USA
  • 年月日: 20090309-12
• [学会発表] Growth of Settling Dust Particles in Turbulent Di (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T
  • 学会等名: 5th Spitzer Conference "New Light on Young Stars : Spitzer's View of Circumstellar Disks"
  • 発表場所: Pasadena Hilton, CA, USA
  • 年月日: 20081026-30
• [学会発表] 乱流円盤中で沈殿しながら合体成長するダストの数値計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 竹内拓
  • 学会等名: 日本天文学会秋期年会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 20080911-13
• [図書] 現代の天文学第11巻 (2009)
  • 著者名/発表者名: 相川祐理
  • 総ページ数: 212-232
  • 出版者: 日本評論社
• [図書] Small Bodies in Planetary Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi T.
  • 総ページ数: 1-35
  • 出版者: Springer-Verlag GmbH