Disclosing the origin of cosmic dust particles by establishing the synthetic model of dust formation

建立尘埃形成综合模型揭示宇宙尘埃粒子的起源

基本信息

批准号：
18K03707
负责人：
野沢貴也
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

「総合的なダスト形成モデルの構築」に関して、分子形成とダスト形成を整合的に取り扱うダスト形成計算コードの作成を進めた。前年度までに、酸素よりも炭素の存在量が多い炭素過多の環境における炭素質ダストの形成を計算するダスト形成モデルを完成させたが、この計算コードでは酸素過多の環境におけるシリケイトダストの形成が考慮されていなかった。これは、ガス原子を原材料として凝縮するダスト種とSiO分子を原材料として凝縮するシリケイトダストの競合過程の取り扱いが難しいため、ダスト形成・分子形成によるガス原子・ガス分子の存在量の変化に伴うダスト形成過程の急激な変化を追跡することができなかったことによる。そこでガスの存在量に応じて、ダスト形成過程を律速するガス種であるkey speciesを状況に応じて変化するよう計算コードを改良した。これにより、酸素過多の環境でもシリケイトを含む多種のダストの形成が安定して計算できるようになった。またこの計算コードを基に、超新星放出ガスを模倣した環境でテスト計算を行い、問題なく計算が走り妥当な結果が得られた。そこで、この総合的ダスト形成計算コードを共同研究者に提供し、超新星爆発の様々なモデルにおいて計算が問題なく走るかどうかを確認している段階にある。その一方で、宇宙固体微粒子の起源を網羅的に明らかにするため、大質量星の進化末期である赤色超巨星やウォルフ-ライエ星の星風中、また銀河中心核からの銀河風中でのダスト形成も調べ上げることを目的としている。これまでの研究で、オイラー法による流体計算に基づいてダスト形成計算を行うことを検討していたが、この場合ダスト形成に必要な流体テスト粒子の密度・温度追跡が非常に難しいことがわかった。そこで、星風・銀河風の密度・温度の時間進化と整合的にダスト形成計算を実行するために、ラグランジュ法による一次元流体計算コードを開発を進めた。

关于“构建全面的灰尘形成模型”，我们继续创建灰尘形成计算代码，以一致的方式处理分子形成和灰尘形成。到前一年，我们已经完成了一个灰尘形成模型，该模型计算了碳含量多于氧气的富碳环境中碳质灰尘的形成情况。这是因为很难处理以气体原子为原料凝结的尘埃物种和以 SiO 分子为原料凝结的硅酸盐尘埃之间的竞争过程，因为无法跟踪形成过程的快速变化。因此，我们改进了计算代码，使得控制粉尘形成速率的关键气体种类根据情况、根据存在的气体量而变化。这使得即使在富氧环境中也能够稳定地计算包括硅酸盐在内的各种类型灰尘的形成。此外，基于该计算代码，在模拟超新星释放气体的环境中进行了测试计算，计算运行没有问题，并得到了合理的结果。因此，我们目前正在向我们的合作研究人员提供这个全面的尘埃形成计算代码，以确认计算在各种超新星爆炸模型下是否顺利运行。另一方面，为了全面阐明宇宙固体粒子的起源，我们正在尝试研究微生物在红超巨星和沃尔夫-拉叶星星风中的影响，这是大质量恒星演化的最后阶段，以及来自银河系核心的银河风，目的也是为了研究尘埃的形成。在之前的研究中，我们考虑使用欧拉方法进行基于流体计算的粉尘形成计算，但在这种情况下，跟踪粉尘形成所需的流体测试颗粒的密度和温度极其困难。因此，为了进行与恒星风和银河风的密度和温度的时间演化一致的尘埃形成计算，我们继续使用拉格朗日方法开发一维流体计算代码。

项目成果

期刊论文数量（27）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Formation of Supernova-origin Presolar SiC Grains

超新星起源的前太阳碳化硅颗粒的形成

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Daisuke Itoh;Toru Misawa;Dai Ishita;Takashi Horiuchi;Takaya Nozawa
通讯作者：
Takaya Nozawa

科学研究部ホームページ

科学研究部主页

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

星間ダストは主にどこで形成されるか？

星际尘埃主要在哪里形成？

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Kitayama;S. Ueda;N. Okabe;T. Akahori;M. Hilton;J. P. Hughes;Y. Ichinohe;K. Kohno;E. Komatsu;Y.-T. Lin;H. Miyatake;M. Oguri;C. Sifon;S. Takakuwa;M. Takizawa;T. Tsutsumi;J. van Marrewijk;E. J. Wollack;野沢貴也
通讯作者：
野沢貴也

Abundances of Ordinary Chondrites in Thermally Evolving Planetesimals