研究課題
平成27年度は、昨年度に構築した、原始惑星系円盤に接続した原始惑星大気の構造および重力収縮、円盤ガス流入を追う数値計算プログラムに、さらにマグマオーシャンとの物質交換および微惑星の大気中での蒸発の効果を定量化するために、熱化学反応の詳細な効果を導入した。そして、特に大気組成の違いが与える影響に着目して、大気獲得量および惑星集積速度を定量化した。結果として、マグマオーシャンあるいは微惑星から供給される水のフィードバック効果によって、獲得大気量が大幅に増えること、さらに惑星集積速度も急激に加速することを見出し、それぞれ学術雑誌への投稿を準備している。また、今年度は、国際研究集会において当該研究課題に関連した口頭発表を４回行った。そのうち３回は招待講演（内１回は基調講演）である。さらに、当該研究課題に直接関係する太陽系内外の惑星の原始大気の形成過程に関するレビュー論文（Formation and Evolution of Protoatmospheres）を Space Science Review に投稿し、さらに、マグマオーシャンと大気との揮発性成分の交換に関するレビュー論文（Ingassing and Outgassing of Water in Magma Oceans）も執筆中である。
2: おおむね順調に進展している
低密度スーパーアースの存在は2009年頃から認識されており、低密度である原因の一つとして、原始惑星系円盤を起原とする水素・ヘリウム大気の存在が考えられてきた。その大気形成過程に関する申請者の先駆的な論文（Ikoma & Hori 2012）以降、これまでにいくつかの論文が発表されているが、未だに観測量と整合的な結果を得た論文はない。今回、マグマオーシャンや微惑星からの脱ガスの効果を導入し、低密度スーパーアースの発生可能性の幅を広げた研究は画期的であると言える。
昨年度の取り組みによって、計画当初想定していなかった火星質量程度の惑星でのマグマオーシャンからの水蒸気供給による大気構造へのフィードバック効果を確認した。その効果は、太陽系外のサブアースでさえ低密度でありうることを予言する重要な効果である。その効果をより精緻に解析することが次の課題である。そして、当初の計画通り、微惑星の集積や惑星の移動も含めて惑星形成統合モデルを構築し、様々な解の集団の中で低密度スーパーアースが存在しうる確率を調べ、現在の観測との整合性を確認する。特に、今年度の取り組みの一部で明らかになった、獲得大気量の大気組成に対する依存性に着目する。本年度は大気組成をパラメータとして扱ってきたが、次年度は大気組成を変化させる機構（微惑星による大気汚染やマグマオーシャンとの反応）を考慮した統合モデルを構築する。
当初想定していなかった火星質量程度の惑星でのマグマオーシャンからの水蒸気供給による大気構造へのフィードバック効果を確認した。その効果は、太陽系外のサブアースでさえ低密度でありうることを予言する重要な効果であり、その効果をより精緻に解析し、その後の論文投稿を予定しているため、翌年度に繰り越した。
当該論文の投稿出版料として使用する。
すべて 2016 2015
すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)
The Astrophysical Journal
巻: 819 ページ: id. 27
10.3847/0004-637X/819/1/27
Astronomy & Astrophysics
巻: 576 ページ: A114
10.1051/0004-6361/201424008
