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2021 年度 実績報告書

小天体の熱史から紐解く太陽系と兄弟星の生い立ち

研究課題

研究課題/領域番号 20J00598
研究機関国立天文台

研究代表者

荒川 創太  国立天文台, 科学研究部, 特別研究員(PD) (60896249)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワード星団 / 氷 / ダスト / 原始太陽系星雲 / 微惑星 / 惑星形成 / 太陽系外縁天体 / 熱物性
研究実績の概要

本研究の目標は、原始太陽系星雲中での(微)惑星形成史を紐解くことである。特に、「太陽系は星団中で誕生した」という点に着目し、原始太陽系星雲の物質分布の不均質の程度、ダスト成長、小天体の形成・熱進化といった問題に取り組む。本年度は以下の2つの研究を実施した。
1. 原始惑星系円盤の進化において、磁気駆動円盤風が重要な役割を果たしうることが最新の研究で示されている。この場合、原始惑星系円盤のガス面密度・圧力の動径分布が古典的な描像と大きく異なると考えられる。我々は、磁気駆動円盤風によって進化する円盤中において円盤内側領域で結晶化したケイ酸塩ダスト粒子が円盤外側にどの程度輸送されるのかを数値計算によって調査し、大きく成長したダスト粒子が効率的に外側に輸送されうることが明らかになった。本研究の結果はThe Astrophysical Journal誌に発表した。
2. コンドライト隕石の重要な構成要素であるコンドルールの形成環境について、特に細粒リムの形成機構・形成環境について考察することで新たな仮説を提示した。それは、蒸発する未分化氷微惑星まわりの弧状衝撃波である。このような環境を考えると10--100ミクロン程度の厚さの細粒リムをコンドルールのまわりに「塗装」することが可能であることを準解析的な計算によって示した。本研究の結果はThe Astrophysical Journal誌に発表した。
その他、太陽系外縁天体衛星系の潮汐軌道・熱進化に関する研究をThe Astronomical Journal誌に発表し、隕石の核合成起源同位体不均質性と太陽系の形成環境・初期進化に関する総説を遊星人(日本惑星科学会誌)に発表した。加えて、ダスト集合体の衝突成長・破壊に関する研究、太陽系の生まれた星団の満たすべき条件に関する研究も実施した。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Fine-grained Rim Formation via Kinetic Dust Aggregation in Shock Waves Around Evaporating Icy Planetesimals2022

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Kaneko Hiroaki、Nakamoto Taishi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 927 ページ: 188~188

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac5254

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a Small-Sized Line Heat Source Apparatus for the Thermal Conductivity Measurement of Extraterrestrial Soils2022

    • 著者名/発表者名
      Sakatani Naoya、Tanaka Satoshi、Arakawa Sota
    • 雑誌名

      International Journal of Thermophysics

      巻: 43 ページ: 89-89

    • DOI

      10.1007/s10765-022-03007-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of the initial internal structure of chondrule rim on dust size distribution2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Hiroaki、Arakawa Sota、Nakamoto Taishi
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 374 ページ: 114726~114726

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2021.114726

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 原始太陽系星雲における同位体不均質性から読み解く微惑星・惑星形成史2022

    • 著者名/発表者名
      荒川 創太、深井 稜汰、本間 和明
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人

      巻: 31 ページ: 50~67

    • DOI

      10.14909/yuseijin.31.1_50

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tidal Evolution of the Eccentric Moon around Dwarf Planet (225088) Gonggong2021

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Hyodo Ryuki、Shoji Daigo、Genda Hidenori
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 162 ページ: 226~226

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac1f91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Crystallinity of Silicate Dust in Evolving Protoplanetary Disks due to Magnetically Driven Disk Winds2021

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Matsumoto Yuji、Honda Mitsuhiko
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 920 ページ: 27~27

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac157e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Stickiness of CO2 and H2O Ice Particles2021

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Krijt Sebastiaan
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 910 ページ: 130~130

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abe61d

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 磁気駆動円盤風で進化する原始惑星系円盤における結晶質ケイ酸塩ダスト粒子の動径分布2022

    • 著者名/発表者名
      荒川 創太、松本 侑士、本田 充彦
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
  • [学会発表] Internal structure of pebble-pile comets inferred from thermal and mechanical properties of dust aggregates2021

    • 著者名/発表者名
      Sota Arakawa
    • 学会等名
      JpGU 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 磁気駆動円盤風で進化する原始惑星系円盤におけるケイ酸塩ダストの結晶化度2021

    • 著者名/発表者名
      荒川 創太、松本 侑士、本田 充彦
    • 学会等名
      JpGU 2021
  • [学会発表] ダストアグリゲイトの熱物性と密度進化2021

    • 著者名/発表者名
      荒川創太
    • 学会等名
      天体の衝突物理の解明(XVII) 小天体進化における圧密過程の役割
    • 招待講演
  • [学会発表] 氷微惑星まわりの弧状衝撃波によるコンドルール形成: 細粒リムの集積2021

    • 著者名/発表者名
      荒川創太、金子寛明、中本泰史
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2021 年秋季講演会

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公開日: 2022-12-28  

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