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”，我们开始创建一个尘埃形成的计算代码，以始终如一地处理分子形成和灰尘形成。直到上一年，我们完成了一个粉尘形成模型，该模型在富含碳含量的碳含量大于氧气的环境中计算出碳尘的形成，但是该计算代码并未考虑到富含氧气的氧气中的环境中硅酸盐灰尘的形成。这是因为很难处理粉尘物种的竞争过程，将气体作为原材料和硅酸盐粉尘凝结为原材料，以及灰尘形成过程的突然变化，伴随着由于粉尘形成和分子形成而导致的气体和气体分子的变化，无法跟踪。因此，计算代码得到了改进，因此，关键物种是限制灰尘形成过程的气体，取决于气体的数量，具体取决于情况。这使得即使在氧气过大的环境中，也可以稳定计算各种类型的灰尘的形成，包括硅酸盐。基于此计算代码，在模仿超新星排放气体的环境中进行了测试计算，并且计算没有任何问题，从而导致了合理的结果。因此，我们目前正在为我们的合作者提供这种全面的灰尘形成计算代码，以确认在各种超新星爆炸模型中没有任何问题的计算是否运行。另一方面，为了全面阐明宇宙固体颗粒的起源，目的是研究红色超级恒星和狼射线星的星空中的灰尘形成，这是大物质恒星进化的最终阶段，以及来自中心星系的银河系风中的粉尘。先前的研究一直在考虑使用Euler方法基于流体计算进行灰尘形成计算，但是在这种情况下，发现跟踪粉尘形成所需的流体测试颗粒的密度和温度非常困难。因此，为了执行与恒星和星系风密度和温度的时间演变一致的灰尘形成计算，我们使用Lagrange方法开发了一维流体计算代码。

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