原始惑星系円盤の詳細構造から探る物理過程と惑星形成

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26800106
• 研究機関: 工学院大学
• 研究代表者: 武藤 恭之 工学院大学, 教育推進機構(公私立大学の部局等), 准教授 (20633803)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 原始惑星系円盤 / 円盤の力学 / アルマ望遠鏡

研究実績の概要

平成２９年度も、理論・観測の両面から、原始惑星系円盤の描像を探っていく研究を継続して行った。
まず、観測的な研究の成果として、ALMA望遠鏡による高解像度観測の解析が進展したことを挙げたい。まず、V1247 Ori の周囲の円盤にリング状の構造と三日月状の構造が存在していることが見出された。これらは、これまでの観測では全く見えていなかった構造である。この構造は、円盤における力学過程が関係していることを強く示唆する構造であり、例えば、円盤中に存在する惑星が作るギャップや渦の構造に関連している可能性がある。また、AB Aur の周囲の円盤には、中心星のすぐ近くに、ガスで明るい点とスパイラル状の構造が見いだされた。これらも、円盤中に存在する惑星の影響を伺わせるものであり、また、衛星系のもとになる周惑星系円盤との関係という点からも興味深い観測である。他にも、HL Tau 周囲の円盤の偏光観測や、HD 142527 周囲のダスト分布に関するより詳細なモデル作成などの研究に関わった。
また、理論的な研究としては、ダスト・ガスの二流体の効果に関する研究が進んだ。原始惑星系円盤の粘性進化において、ダストからガスへの反作用の効果を考えると、ダストがガスを「せき止める」領域が現れ、ダスト優勢となるような領域が現れる可能性があるということがわかった。これは、原始惑星系円盤の長時間進化において考慮されていなかった効果である。観測的にも、ダストの構造から原始惑星系円盤の状態を探る際に考慮すべき効果を提示したという点で意義のある成果である。

研究成果

• [国際共同研究] 中央研究院天文及天文物理研究所(台湾)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: 中央研究院天文及天文物理研究所
• [国際共同研究] シュチェチン大学(ポーランド)
  • 国名: ポーランド
  • 外国機関名: シュチェチン大学
• [国際共同研究] エクセター大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: エクセター大学
• [国際共同研究] アリゾナ大学/ハワイ大学/シンシナティ大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: アリゾナ大学/ハワイ大学/シンシナティ大学
• [雑誌論文] Detailed modeling of dust distribution in the disk of HD?142527 (2017)
  • 著者名/発表者名: Soon Kang-Lou、Hanawa Tomoyuki、Muto Takayuki、Tsukagoshi Takashi、Momose Munetake
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 ページ: id.34
  • DOI: https://doi.org/10.1093/pasj/psx007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Planet Formation in AB Aurigae: Imaging of the Inner Gaseous Spirals Observed inside the Dust Cavity (2017)
  • 著者名/発表者名: Tang Ya-Wen、Guilloteau Stephane、Dutrey Anne、Muto Takayuki、Shen Bo-Ting、Gu Pin-Gao、Inutsuka Shu-ichiro、Momose Munetake、Pietu Vincent、Fukagawa Misato、Chapillon Edwige、Ho Paul T. P.、Folco Emmanuel di、Corder Stuartt、Ohashi Nagayoshi、Hashimoto Jun
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 840 ページ: id. 32
  • DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa6af7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Evidence of Radio Polarization Induced by the Radiative Grain Alignment and Self-scattering of Dust Grains in a Protoplanetary Disk (2017)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Akimasa、Tsukagoshi Takashi、Pohl Adriana、Muto Takayuki、Nagai Hiroshi、Stephens Ian W.、Tomisaka Kohji、Momose Munetake
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 844 ページ: id. L5
  • DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/aa7e33
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of Dust Radial Drift on Viscous Evolution of Gaseous Disk (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanagawa Kazuhiro D.、Ueda Takahiro、Muto Takayuki、Okuzumi Satoshi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 844 ページ: id. 142
  • DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa7ca1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dust-trapping Vortices and a Potentially Planet-triggered Spiral Wake in the Pre-transitional Disk of V1247 Orionis (2017)
  • 著者名/発表者名: Kraus Stefan、Kreplin Alexander、Fukugawa Misato、Muto Takayuki、Sitko Michael L.、Young Alison K.、Bate Matthew R.、Grady Carol、Harries Tim T.、Monnier John D.、Willson Matthew、Wisniewski John
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 848 ページ: id. L11
  • DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/aa8edc
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 1000 au exterior arcs connected to the protoplanetary disk around HL Tauri (2017)
  • 著者名/発表者名: Yen Hsi-Wei、Takakuwa Shigehisa、Chu You-Hua、Hirano Naomi、Ho Paul T. P.、Kanagawa Kazuhiro D.、Lee Chin-Fei、Liu Hauyu Baobab、Liu Sheng-Yuan、Matsumoto Tomoaki、Matsushita Satoki、Muto Takayuki、Saigo Kazuya、Tang Ya-Wen、Trejo Alfonso、Wu Chun-Ju
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 608 ページ: id. A134
  • DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201730894
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Modelling of deep gaps created by giant planets in protoplanetary disks (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanagawa Kazuhiro D.、Tanaka Hidekazu、Muto Takayuki、Tanigawa Takayuki
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 ページ: id. 97
  • DOI: https://doi.org/10.1093/pasj/psx114
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clarifying the Status of HD 100546 as Observed by the Gemini Planet Imager (2017)
  • 著者名/発表者名: Currie Thayne、Brittain Sean、Grady Carol A.、Kenyon Scott J.、Muto Takayuki
  • 雑誌名: Research Notes of the AAS 巻: 1 ページ: id. 40
  • DOI: https://doi.org/10.3847/2515-5172/aaa022
  • 国際共著
• [学会発表] Crescent and Ring Structures Discovered in the Protoplanetary Disk around V 1247 Ori (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Kraus, A. Kreplin, M. Fukagawa, T. Muto, M. L. Sitko, A. Young, M. Bate, C. Grady, T. Harries, J. D. Monnier, M. Willson, J. Wisniewski
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] ALMA Observations the Protoplanetary Disk around AB Aur: the Inner Gaseous Spirals Observed inside the Dust Cavity (2017)
  • 著者名/発表者名: Ya-Wen Tang, 武藤恭之
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Hydrodynamical Structures in Protoplanetary Disks and their Possible Connections to Observations with ALMA (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Muto
  • 学会等名: Mini-Workshop on Protoplanetary Disks
  • 国際学会
• [学会発表] ガス放射で強い非軸対称性を示す AB Aur 周囲の原始惑星系円盤 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武藤恭之
  • 学会等名: 基研研究会 原始惑星系円盤
• [学会発表] ビジビリティ分布の解析による、非対称構造を持った円盤の抽出方法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武藤恭之
  • 学会等名: 原始星と原始惑星系円盤の形成進化過程についてのワークショップ
• [学会発表] A Method of Detecting Non-Axisymmetric Structures from the Interferometric Observations of Protoplanetary Disks (2017)
  • 著者名/発表者名: 武藤恭之
  • 学会等名: 東工大惑星系研究会
• [学会発表] Detecting Non-Axisymmetric Structures of Protoplanetary Disks from Low-Resolution Radio Interferometric Data (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Muto
  • 学会等名: Planet Formation and Evolution 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 原始惑星系円盤構造の観測と惑星形成への示唆 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武藤恭之
  • 学会等名: 宇宙生命計算科学連携拠点第３回ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] Detecting Non-Axisymmetric Structures of Protoplanetary Disks from Low-Resolution Radio Interferometric Data (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Muto
  • 学会等名: RESCEU/Planet2 International Symposium "Planet Formation around Snowline"
  • 国際学会
• [学会発表] Physical Mechanisms of Rossby Wave Instability and its Non-linear Outcome: Implicatons for Lopsided Structures in Protoplanetary Disks (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Muto
  • 学会等名: Exoplanets and Planet Formation
  • 国際学会
• [学会発表] ALMA Fellow Program Report (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Muto
  • 学会等名: 2017 ALMA/45m/ASTE Users Meeting
• [備考]
  • URL: http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~ft13389/