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2014 年度 実施状況報告書

原始惑星系円盤内のダスト・ガス・化学進化:汎惑星形成論と太陽系内物質起源の検証

研究課題

研究課題/領域番号 25400229
研究機関東京工業大学

研究代表者

野村 英子  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20397821)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワード理論天文学 / 星・惑星系形成 / 原始惑星系円盤
研究実績の概要

本研究では、近年の太陽系外惑星の発見と原始惑星系円盤観測の進展を背景に、観測と詳細モデルの比較による円盤内ダスト・ガス・化学進化の検証、ひいては系外惑星形成を含めた汎惑星形成論の検証と太陽系内物質の起源解明を目指す。

H26年度は(A)乱流粘性による角運動量輸送により進化する円盤ガス面密度の自己相似解が、円盤外縁部において回転不安定であることを見出し、さらに、円盤が高温でかつ中心星の質量が小さい場合において、大型電波干渉計ALMAによるその観測的検証可能性を示した。このような回転不安定性はガス惑星形成に伴うギャップの形成および軌道進化にも重要な影響を及ぼすため、本研究は汎惑星形成論の構築に重要な役割を果たす。(B)原始惑星系円盤表層部において中心星からの輻射圧により高空隙率ダストが円盤外縁に移動する過程を調べた6。近年スターダストミッションにより彗星内に結晶化ケイ酸塩が見つかっており、円盤内縁で高温化に晒されたダストが円盤外縁の彗星形成領域に運ばれた可能性が示唆されている。本研究では、ダストが高空隙であれば、十分な量のダストが輻射圧により円盤外縁に運ばれる可能性を示した。(C)ALMAによりHerbig Be星HD100546周囲のガスとダストの分布を観測した。その結果、円盤外縁においてダスト放射はガス放射に比べて十分に小さく、赤道面付近においてダストが中心星方向に落下している可能性を示した。またダスト進化のシミュレーションと観測を比較した結果、円盤外縁におけるダスト分布の構造が、惑星/伴星の存在により説明可能であることを示した。(D)若い星団中で近傍の大質量星からの紫外線照射影響下にある原始惑星系円盤中の有機分子生成過程を調べた結果、孤立系に比べ、蒸発温度の低い分子の生成率が著しく減少することが示された。今後太陽系内の彗星中の有機分子と比較し、太陽系形成環境に制限を与える。

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

H26年度は、彗星内の結晶化ケイ酸塩に関するダスト・プロセッシングの研究と、円盤回転不安定性の観測的検証や有機分子生成など、若い星団内の円盤物理・化学進化に関する研究が進んだ。光蒸発の輻射流体シミュレーションに関しては予定よりも遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

原始惑星系円盤内の複雑な有機分子生成に関する研究を進め、一方で、円盤からのガス輝線のALMA観測によるガス散逸、スノーラインや原始惑星形成の検証法を確立する。また、円盤内ダストの偏光観測による円盤内ダストと磁場の検証法を確立する。遅れが乗じている光蒸発の輻射流体シミュレーションに関しては、シミュレーション以外の手法を用い、円盤ガス散逸や化学進化、ダスト進化への影響を調べるなどの対策を講じる。

次年度使用額が生じた理由

原始惑星系円盤内のダスト表面反応による有機分子生成に関する研究に進展があったため研究会を開催し、研究者の招へいに必要な費用を前倒し請求した。しかし当初招へいを予定していた研究者が研究会に来られなくなったため、前倒しした研究費をそのまま次年度使用額とした。

次年度使用額の使用計画

当初の予定通り、研究成果発表旅費等に使用する。

備考

(2)は現在作成途中で以下のwebページに存在
http://test.applicats.co.jp/01/tokyo-kougyo_u/~nomura/research.html

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Outward Motion of Porous Dust Aggregates by Stellar Radiation Pressure in Protoplanetary Disks2015

    • 著者名/発表者名
      Tazaki, Nomura
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 799 ページ: 119(9pp)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/799/2/119

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Physical and Chemical Structure of Planet-Forming Disks Probed by Millimeter Observations and Modeling2014

    • 著者名/発表者名
      Dutrey, Semenov, Chapillon, Gorti, Guilloteau, Hersant, Hogerheijde, Hughes, Meeus, Nomura, Pietu, Qi, Wakelam
    • 雑誌名

      Protostars & Planets VI

      巻: VI ページ: 317-338

    • DOI

      10.2458/azu_uapress_9780816531240-ch014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ALMA Hints at the Presence of two Companions in the Disk around HD 1005462014

    • 著者名/発表者名
      Walsh, Juhasz, Pinilla, Harsono, Mathews, Dent, Hogerheijde, Birnstiel, Meeus, Nomura, Aikawa, Millar, Sandell
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letter

      巻: 791 ページ: L6(6pp)

    • DOI

      10.1088/2041-8205/791/1/L6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complex Organic Molecules along the Accretion Flow in Isolated and Externally Irradiated Protoplanetary Disks2014

    • 著者名/発表者名
      Walsh, Herbst, Nomura, Millar, Widicus Weaver
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 168 ページ: 389-421

    • DOI

      10.1039/C3FD00135K

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rotational Instability in the Outer Region of Protoplanetary Disks2014

    • 著者名/発表者名
      Kataoka, Okuzumi, Tanaka, Nomura
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 568 ページ: A42(15pp)

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201323199

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rotational Instability in the Outer Region of Protoplanetary Disks2014

    • 著者名/発表者名
      Ono, Nomura, Takeuchi
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 787 ページ: 37(7pp)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/787/1/37

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Water in Protoplanetary Disks2014

    • 著者名/発表者名
      Nomura, Walsh, Heinzeller, Millar
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Astronomical Union

      巻: 293 ページ: 235-237

    • DOI

      10.1017/S1743921313012891

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における高空隙率ダストの散乱係数2015

    • 著者名/発表者名
      田崎亮, 奥住聡, 片岡章雅, 野村英子, 田中秀和
    • 学会等名
      日本天文学会 2015年 春季年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-21
  • [学会発表] 原始惑星系円盤の化学反応と H2O スノーラインの検出に向けて II. ダスト表面反応とダストサイズ成長の影響2015

    • 著者名/発表者名
      野津翔太, 石本大貴, 野村英子
    • 学会等名
      日本天文学会 2015年 春季年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-21
  • [学会発表] 氷微惑星衝撃波加熱の ALMA による観測的検証法2015

    • 著者名/発表者名
      野村英子,石本大貴,長沢真樹子,田中今日子,三浦均,中本泰史,田中秀和,山本哲生
    • 学会等名
      日本天文学会 2015年 春季年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-21
  • [学会発表] Rotational Instability in The Outer Region of Protoplanetary Disks2015

    • 著者名/発表者名
      Ono, Nomura, Takeuchi
    • 学会等名
      From Protoplanetary Disks to Planet Formation
    • 発表場所
      Les Diablerets, スイス
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-20
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における大型有機分子生成過程2015

    • 著者名/発表者名
      野村英子
    • 学会等名
      第3回宇宙における生命ワークショップ
    • 発表場所
      一橋講堂
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-09
  • [学会発表] Chemical Reactions in Protoplanetary Disks and Possibility of Detecting H2O Snowline Using Spectroscopic Observation2015

    • 著者名/発表者名
      S. Notsu, H. Nomura, and D. Ishimoto
    • 学会等名
      Icy Grain Chemistry for Formation of Complex Organic Molecules: From Molecular Clouds to Protoplanetary Disks, Comets and Meteorites
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-07
  • [学会発表] Chemistry in protoplanetary disks with the effects of the grain growth2015

    • 著者名/発表者名
      D. Ishimoto, H. Nomura, C. Walsh, and T. J. Millar
    • 学会等名
      Icy Grain Chemistry for Formation of Complex Organic Molecules: From Molecular Clouds to Protoplanetary Disks, Comets and Meteorites
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-07
  • [学会発表] Chemical Reactions in Protoplanetary Disks and Possibility of Detecting H2O Snowline using Spectroscopic Observations with ALMA2014

    • 著者名/発表者名
      S. Notsu, H. Nomura, and D. Ishimoto
    • 学会等名
      Revolution in Astronomy with ALMA -the 3rd year-
    • 発表場所
      東京国際フォーラム
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-11
  • [学会発表] Observationally Diagnosing Shock Heating of Ice Planetesimals with ALMA2014

    • 著者名/発表者名
      H.Nomura, D.Ishimoto, M. Nagasawa, K.K.Tanaka, H.Miura, T.Nakamoto, H.Tanaka, T.Yamamoto
    • 学会等名
      German-Japanese Meeting
    • 発表場所
      MPIハイデルベルグ、ドイツ
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Reactions in Protoplanetary Disks and Possibility of Detecting H2O Snowline using Spectroscopic Observations2014

    • 著者名/発表者名
      S. Notsu, H. Nomura, and D. Ishimoto
    • 学会等名
      Workshop on Interstellar Matter 2014
    • 発表場所
      北大低温研
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-18
  • [学会発表] Chemistry in protoplanetary disks with the effects of the grain growth2014

    • 著者名/発表者名
      D. Ishimoto, H. Nomura, C. Walsh, and T. J. Millar
    • 学会等名
      Workshop on Interstellar Matter 2014
    • 発表場所
      北大低温研
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-18
  • [学会発表] 原始惑星系円盤の化学反応とH2Oスノーラインの分光観測による検出可能性2014

    • 著者名/発表者名
      野津翔太, 石本大貴, 野村英子
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2014年 秋季講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] 回転不安定から考える原始惑星系円盤の外側領域の構造2014

    • 著者名/発表者名
      小野智弘, 野村英子, 竹内拓
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2014年 秋季講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] 回転不安定から考える原始惑星系円盤の外側領域の構造2014

    • 著者名/発表者名
      小野智弘, 野村英子, 竹内拓
    • 学会等名
      日本天文学会 2014年 秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における高空隙率ダストの散乱・吸収断面積2014

    • 著者名/発表者名
      田崎亮, 野村英子, 奥住聡
    • 学会等名
      日本天文学会 2014年 秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] 原始惑星系円盤の化学反応とH2Oスノーラインの検出に向けて2014

    • 著者名/発表者名
      野津翔太, 石本大貴, 野村英子
    • 学会等名
      日本天文学会 2014年 秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] 原始惑星系円盤の化学進化におけるダスト成長の影響2014

    • 著者名/発表者名
      石本大貴, 野村英子, C. Walsh, T. J. Millar
    • 学会等名
      日本天文学会 2014年 秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] Optical Properties of Porous Aggregates: Toward the Better and Simple Understanding2014

    • 著者名/発表者名
      Tazaki, Okuzumi, Nomura
    • 学会等名
      Cosmic Dust VII
    • 発表場所
      大阪産業大学
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-08
  • [学会発表] Complex organic molecules in protoplanetary disks2014

    • 著者名/発表者名
      Nomura, H., Walsh, C., Millar, T.J., Herbst, E., Widicus Weaver, S., Aikawa, Y., Laas, J.C., Vasyunin, A.
    • 学会等名
      Origins 2014,
    • 発表場所
      奈良県新公会堂
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における複雑な有機分子生成モデル2014

    • 著者名/発表者名
      野村英子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 連合大会 2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02
    • 招待講演
  • [備考] 野村研究室 研究紹介

    • URL

      http://www.geo.titech.ac.jp/lab/nomura/research.html

  • [備考] 生命の材料物質を探る

    • URL

      http://exoplanets.astron.s.u-tokyo.ac.jp/jpn/column/006.html

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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