微惑星の形成過程から見た系外惑星系の多様性の起源

从星子形成过程看系外行星系统多样性的起源

• 批准号: 17039010
• 负责人: 関谷 実
• 金额: $ 2.69万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17039010/
• 关键词: 惑星; 太陽系; 微惑星; 原始惑星系円盤; 系外惑星; 固体微粒子; ダスト; 重力不安定; 原子惑星系円盤; 太陽系星雲

系外惑星系における惑星は、若い恒星の周りを公転する原始惑星系円盤と呼ばれるガスとダストからなる円盤を母体として出来たと考えられている。ミクロンサイズのダストはキロメートルサイズの微惑星と呼ばれる小天体に成長した後に、衝突合体を繰り返して固体の惑星に成長すると考えられている。円盤ガスが固体惑星に引き付けられて巨大ガス惑星が形成される場合もある。惑星形成過程で未解決な問題の1つはダストから微惑星ができるまでの過程であり、重力不安定及びダストの非重力的な力による付着の2つの可能性が考えられている。本研究では、これら2つの場合について、微惑星形成過程の研究を行った。(1)重力不安定による微惑星形成原始惑星系円盤内のダストが中心面付近に沈殿して単位体積あたりのダストの総質量が臨界値を超えると重力不安定が起こると考えられていたが、実際にその条件化での詳しい数値シミュレーションは行われていなかった。本研究ではまず公転軸周りに対称な仮定の下で、ダストとガスを異なる流体と考える2流体近似のもとで数値シミュレーションを行った。その結果、ガス抵抗時間とケプラー角速度の積が100分の1のときは重力不安定は成長するが、10分の1のときは成長せずに沈殿のみが進行することを発見した。次に、軸対称の仮定をはずして薄板近似の下で数値シミュレーションを行ったところ、非軸対称モードが軸対称モードよりも早く成長することがわかった。(2)付着による微惑星形成ダスト微粒子には多量の有機物が含まれているものと考えられている。この有機物が糊の役割を果たすことで、原始惑星系円盤内の特定の温度領域においてダスト微粒子の合体成長が選択的に進行することが期待される。そこでガラスビーズとシリコンオイルの混合物を作成し、その衝突実験を行った。その結果、シリコンオイルの体積がある程度の量以上になると付着確率が急激に増大することがわかった。

据信，系外行星系统中的行星是由由气体和灰尘制成的磁盘制成的，称为原星盘，该磁盘周围绕年轻恒星绕。据认为，微米大小的尘埃生长成被称为千里大小的行星的小天体，然后反复碰撞地合并为实心行星。圆盘气体也可以吸引到固体行星中以形成气体巨头。地球形成过程中未解决的问题之一是从尘埃到行星形成的过程，考虑了两种可能性：重力不稳定性和由于非重力力而引起的灰尘的附着。在这项研究中，我们研究了这两种情况下的行星形成过程。 （1）由于重力不稳定性而导致的行星形成，人们认为，如果原星盘中的尘埃在中央平面附近沉淀出沉淀，并且每单位体积的灰尘总质量超过临界值，但是在这种情况下实际上并未实际执行详细的数值模拟。在这项研究中，首先在轨道轴对称的假设下进行了数值模拟，并基于将灰尘和气体视为不同流体的两流体近似。结果，我们发现，当气体电阻时间和开普勒的角速度的产物为1/100时，重力不稳定性会增长，但是当它是1/10时，它不会增长并且只会进展。接下来，在薄板近似下进行数值模拟而没有轴对称性的假设，发现非轴对称模式的增长速度快于轴对称模式。 （2）由于附着而引起的行星尘埃颗粒被认为包含大量有机物。通过充当胶水，可以预期，灰尘颗粒的综合生长将在Protoplanet磁盘内的特定温度区域中有选择地进展。制备了玻璃珠和硅油的混合物，并进行了碰撞实验。结果，发现当硅油的量超过一定量时，粘附的可能性会迅速增加。

项目成果

Can a chondrule precursor survive a shock wave?

球粒前体能在冲击波中幸存下来吗？

• 发表时间: 2006
• 期刊: Astronomy ＆ Astrophysics 455
• 作者: Sirono;S.
• 通讯作者: S.

Two evolutionary paths of an axisymmetric gravitational instability in the dust layer of a protoplanetary disk

原行星盘尘埃层轴对称引力不稳定性的两条演化路径

• 发表时间: 2006
• 期刊: Astrophysical Journal Letters 646
• 作者: Yamoto F.;Sekiya M.
• 通讯作者: Sekiya M.