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2012 Fiscal Year Annual Research Report

系外ガス惑星から探るガス惑星の形成史と内部構造の複合的研究

Research Project

Project/Area Number 11J03491
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

堀 安範  国立天文台, 理論研究部, 特別研究員PD

Keywordsガス惑星 / 惑星形成 / 系外惑星 / 惑星探査 / レーザー圧縮実験 / 金属水素 / N体計算 / 中間質量星
Research Abstract

「系外ガス惑星からガス惑星の形成・進化過程の情報を読み解く」を研究目的とし、理論・観測・実験それぞれの観点から研究に取り組んでいる。
理論については、「巨大惑星のコア形成(ガス惑星存在下での他のコアの競合的成長)」の解明である。現在、ガス惑星が存在する位置(中心星からの距離)を変えて、微惑星集積がどのように異なるのかをN体計算で系統的に調べている。これらの結果が得られることで当初の研究目的を達成し、最終年度に研究論文として発表出来る予定にある。
次に、観測については、「中間質量星周りに存在する系外ガス惑星の軌道分布および存在頻度」の決定である。今年度は、Kepler宇宙望遠鏡で同定された惑星候補天体のデータを用いて、短周期系外ガス惑星の存在頻度を算出した。この結果については、最終年度に併せて、現在論文にまとめている段階である。中間質量星周りの惑星探査も研究計画にあったが、本年度は観測可能期間にSubaru望遠鏡が使用不可能にある。そこで、最終年度は、過去に視線速度観測で発見されている短周期系外ガス惑星に対して、モンテカルロ計算+Bayes統計から再解析し、見落とされて発見されていない長周期ガス惑星が存在しないかどうかを検討を行い、系外ガス惑星の真の軌道分布に迫る予定である。
最後に、実験ではレーザー圧縮実験により「ガス惑星の磁場生成源、金属水素を」狙うことを目指している。具体的には、平板ダイヤモンドアンビルセル(DAC)で液体水素を10GPaまで静的に圧縮(プレコンプレッション)する。その後、平板の上下面からレーザー照射し、液体水素層を加熱する。それと同時に、発生した衝撃波とその反射衝撃波による二段圧縮で200GPaを実現する。そして、圧縮水素(200GPaまで)の圧力・密度関係を求める予定であった。しかし、大阪大学レーザーエネルギー学研究センターでの実験実施に向けてのテスト・検討がなされた結果、計画は一旦、中断することとなった。しかし、最終年度も含め、今後も継続的に検討をして行きたいと考えている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、当初の研究計画の各々のテーマすべてについて着手し、レーザー圧縮実験を除けば、当初の研究目的通り、順調に進めることが出来ている点。併せて、最終年度にこれらの研究成果を論文にまとめて、発表出来る段階にある点。これらの2点から、達成度評価としては、「おおむね順調に進展している」と考える。

Strategy for Future Research Activity

10の項目で前述した通り、今後の推進方策としては以下の予定している。
(理論)ガス惑星の存在位置を変えた微惑星集積のN体計算を進め、論文として発表
(観測)主にKeplerの惑星候補天体から算出した惑星頻度の結果を論文化するとともに、これまでの短周期系外ガス惑星の視線速度観測データをモンテカルロ計算+Bayes統計から再解析し、系外ガス惑星の真の軌道分布を明らかにする
(実験)液体水素の二段圧縮実験の技術確立およびテストを踏まえて、実験についての検討を継続していく

  • Research Products

    (29 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (27 results)

  • [Journal Article] Radiation Magnetohydrodynamic Simulations of Protostellar Collapse : Protostellar Core Formation2013

    • Author(s)
      K. Tomida, K. Tomisaka, T. Matsumoto, Y. Hori, S. Okuzumi, Machida, M. N., K. Saigo
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 763 Pages: 1-29

    • DOI

      doi:10.1088/0004-637X/763/1/6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In Situ Accretion of Hydrogen-rich Atmospheres on Short-period Super-Earths : Implications for the Kepler-11 Planets2012

    • Author(s)
      M. Ikoma, Y. Hori
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 753 Pages: 1-6

    • DOI

      doi:10.1088/0004-637X/753/1/66

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スーパーアースの限界半径とKeplerデータの比較2013

    • Author(s)
      黒崎健二, 生駒大洋, 堀安範,
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
    • Place of Presentation
      埼玉県埼玉大学
    • Year and Date
      2013-03-23
  • [Presentation] 地球型惑星検出のためのすばる赤外線ドップラー分光器の開発:52013

    • Author(s)
      小谷隆行, 田村元秀, 周藤浩士, 西川淳, 青木和光, 臼田知史, オリビエ・ギュヨン, 早野裕, 高見英樹, 泉浦秀行, 神戸栄治, 森野潤一, 寺田宏, 小久保英一郎, 高遠徳尚, 鈴木竜二, 成田憲保, 工藤智幸, 日下部展彦, 橋本淳, 西山正吾, 林正彦, 堀安範, 他31名,IRDチーム
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
    • Place of Presentation
      埼玉県埼玉大学
    • Year and Date
      2013-03-20
  • [Presentation] 低温度星周りの惑星系の多様性と水の存在量2013

    • Author(s)
      堀安範
    • Organizer
      若手連携間プロジェクト理論班拡大ワークショプ「太陽系外惑星のハビタビリティと光合成」
    • Place of Presentation
      静岡県修善寺温泉ホテル滝亭
    • Year and Date
      2013-03-19
  • [Presentation] Diversity of Low-Mass Planets with Atmospheres2013

    • Author(s)
      Hori, Y.
    • Organizer
      Nagoya University GCOE program : QFPU Final International Forum
    • Place of Presentation
      岐阜県都ホテル(招待講演)
    • Year and Date
      2013-03-09
  • [Presentation] 見えて来た系外惑星の姿2013

    • Author(s)
      堀安範
    • Organizer
      惑星科学と生命科学の融合第2回研究会
    • Place of Presentation
      神奈川県箱根プリンスホテル
    • Year and Date
      2013-03-06
  • [Presentation] Theories of Planet Formation2013

    • Author(s)
      Hori, Y.
    • Organizer
      Sokendai Asian Winter School
    • Place of Presentation
      東京都国立天文台(招待講演)
    • Year and Date
      2013-03-05
  • [Presentation] On the Accretion of Atmospheres onto Super-Earths2012

    • Author(s)
      Hon, Y.
    • Organizer
      CPS 9th International School of Planetary Sciences Across the Earth into Exoplanets
    • Place of Presentation
      兵庫県シーパル須磨
    • Year and Date
      20120624-20120629
  • [Presentation] Thermal Evolution and Mass Loss of Water-Rich Exoplanets2012

    • Author(s)
      Kurosaki, K., Ikoma, M., Hori, Y.
    • Organizer
      The Origins of Stars and Their Planetary Systems
    • Place of Presentation
      Origins Institute, McMaster University (Canada)
    • Year and Date
      20120610-20120615
  • [Presentation] Planet Occurrence of Intermediate-Mass Stars From the Kepler Candidates2012

    • Author(s)
      Hori, Y., Laughlin, G., Omiya, M.
    • Organizer
      第8回太陽系外惑星大研究会
    • Place of Presentation
      静岡県熱海ニューフジヤホテル
    • Year and Date
      20120418-20120420
  • [Presentation] 巨大惑星の解剖学:内部構造・熱進化から起源へ2012

    • Author(s)
      堀安範
    • Organizer
      森羅万象学校「木星を解剖する:巨大ガス惑星の腹のうちと誕生の謎」
    • Place of Presentation
      北海道休暇村支笏湖(招待講演)
    • Year and Date
      20120326-20120327
  • [Presentation] hot Jupiterのあれこれ,理論天文学研究会20122012

    • Author(s)
      堀安範
    • Organizer
      理論天文学研究会2012
    • Place of Presentation
      神奈川県マホロバマインズ三浦
    • Year and Date
      2012-11-06
  • [Presentation] 系外惑星から探る惑星の形成と進化2012

    • Author(s)
      堀安範
    • Organizer
      複合的アプローチで探る宇宙の化学進化
    • Place of Presentation
      静岡県伊豆高原ホテル(招待講演)
    • Year and Date
      2012-10-28
  • [Presentation] ホットジュピターが存在する系での微惑星集積のN体計算2012

    • Author(s)
      押野翔一, 堀安範
    • Organizer
      日本惑星科学会秋季講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸大学統合研究拠点コンベンションセンター
    • Year and Date
      2012-10-26
  • [Presentation] 中間質量星周りの惑星分布:ガス惑星砂漠とホットジュピターの起源について2012

    • Author(s)
      堀安範, 大宮正士, Gregory Laughlin
    • Organizer
      日本惑星科学会秋季講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸大学統合研究拠点コンベンションセンター
    • Year and Date
      2012-10-26
  • [Presentation] 水に富むスーパーアースの質量-半径関係に対する熱進化と質量散逸の影響2012

    • Author(s)
      黒崎健二, 生駒大洋, 堀安範
    • Organizer
      日本惑星科学会秋季講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸大学統合研究拠点コンベンションセンター
    • Year and Date
      2012-10-26
  • [Presentation] On the Accretion of Atmospheres onto Super-Earths2012

    • Author(s)
      堀安範
    • Organizer
      惑星形成理論研究会
    • Place of Presentation
      新潟県佐渡島いせや旅館
    • Year and Date
      2012-09-26
  • [Presentation] 中間質量星周りの惑星分布:ホットジュピターの起源への示唆2012

    • Author(s)
      堀安範, Gregory Laughlin, 大宮正士
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      大分県大分大学
    • Year and Date
      2012-09-22
  • [Presentation] 低密度スーパーアースの組成と起源の系統的理解に向けて2012

    • Author(s)
      生駒大洋, 玄田英典, 堀安範, 黒崎健二
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      大分県大分大学
    • Year and Date
      2012-09-22
  • [Presentation] すばるIRDによるサイエンス:サイエンス検討のまとめと今後の計画2012

    • Author(s)
      佐藤文衛, 成田憲保, 青木和光, 小久保英一郎, 大宮正士, 原川紘季, 葛原昌幸, 平野照幸, 福井暁彦, 末永拓也, 高橋安大, 大貫裕史, 西山正吾, 森野潤一, 比田井昌英, 押野翔一, 堀安範, 生駒大洋, 玄田英典, 藤井友香, 立浪千尋, 荻原正博, 町田正博, 田村元秀, 周藤浩士, 西川淳, 小谷隆行, 臼田知史, 早野裕, 權靜美, 呉大鉉, 黒川隆志, 柏木謙, 池田優二, ほかIRDチーム
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      大分県大分大学
    • Year and Date
      2012-09-21
  • [Presentation] 地球型惑星検出のためのすばる赤外線ドップラー分光器の開発:42012

    • Author(s)
      小谷隆行, 田村元秀, 周藤浩士, 西川淳, 青木和光, 臼田知史, オリビエ・ギュヨン, 早野裕, 高見英樹, 泉浦秀行, 神戸栄治, 森野潤一, 寺田宏, 小久保英一郎, 高遠徳尚, 鈴木竜二, 成田憲保, 工藤智幸, 日下部展彦, 橋本淳, 西山正吾, 林正彦, 堀安範, 他31名,IRDチーム
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      大分県大分大学
    • Year and Date
      2012-09-21
  • [Presentation] M型星周りでの低質量惑星の形成とハビタビリティ:赤外ドップラー観測に向けて2012

    • Author(s)
      押野翔一, 堀安範, 小久保英一郎, 他IRDサイエンス班
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      大分県大分大学
    • Year and Date
      2012-09-21
  • [Presentation] On the Accretion of Atmospheres Onto Super-Earths2012

    • Author(s)
      Hori, Y., Ikoma, M., Lin, D.N.C.
    • Organizer
      Planet formation and evolution 2012, 8th Conference on Formation and Evolution of Planetary systems.
    • Place of Presentation
      Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen (Germany)
    • Year and Date
      2012-09-07
  • [Presentation] Planet Formation around M-Type Stars2012

    • Author(s)
      Oshino, S., Hori, Y., Kokubo, E., Ida, S.
    • Organizer
      Planet formation and evolution 2012, 8th Conference on Formation and Evolution of Planetary systems.
    • Place of Presentation
      Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen (Germany)
    • Year and Date
      2012-09-07
  • [Presentation] ガス惑星本体の形成過程・内部組成2012

    • Author(s)
      堀安範
    • Organizer
      衛星系形成小研究会
    • Place of Presentation
      北海道マリンヒルホテル小樽(招待講演)
    • Year and Date
      2012-08-22
  • [Presentation] Infrared Doppler instrument for the Subaru Telescope (IRD)2012

    • Author(s)
      Tamura, M., Suto, H., Nishikawa, J., Kotani, T., Sato, B., Aoki, W., Usuda, T., Kurokawa, T., Kashiwagi, K., Nishiyama, S., Ikeda, Y., Hall, D., Hodapp, K., Hashimoto, J., Morino, J., Inoue, S., Mizuno, Y., Washizaki, Y., Tanaka, Y., Suzuki, S., Kwon, J., Suenaga, T., Oh, D., Narita, N., Kokubo, E., Hayano, Y, Izumiura, H., Kambe, E., Kudo, T, Kusakabe, N., Ikoma, M., Hori, Y., 他22名
    • Organizer
      SPIE Astronomical Telescopes+Instrumentation 2012
    • Place of Presentation
      the Amsterdam RAI Exhibition and Convention Centre (Netherlands)
    • Year and Date
      2012-07-05
  • [Presentation] Radiation Magnetohydrodynamic Simulations of Protostellar Core Formation2012

    • Author(s)
      Tomida, K., Tomisaka, K., Matsumoto, T., Hori, Y., Okuzumi, S., Machida, M. N., Saigo, K.
    • Organizer
      The Labyrinth of Star Formation
    • Place of Presentation
      Orthodox Academy of Crete (Greece)
    • Year and Date
      2012-06-18
  • [Presentation] Formation & Diversity of Planetary Systems around M-dwarfs : Towards Infrared Doppler Surveys2012

    • Author(s)
      Hori, Y.
    • Organizer
      第8回太陽系外惑星大研究会
    • Place of Presentation
      静岡県熱海ニューフジヤホテル(招待講演)
    • Year and Date
      2012-04-19

URL: 

Published: 2014-07-16  

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