ミクロ過程を考慮したダストの合体成長から探る系外惑星の多様性

考虑微观过程，通过尘埃聚结生长探索系外行星的多样性

• 批准号: 12J02120
• 负责人: 片岡 章雅
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2014
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02120/
• 关键词: 惑星形成; ダスト; 星形成

これまでの研究では、惑星形成の第一段階であるダストの合体成長過程に着目し、ダストの集合体であるダストアグリゲイトの内部密度進化を解き明かすことで、初めての一貫した惑星形成の第一段階の理論を作ることに成功した。本年度は、これまでの研究で明らかにした惑星形成理論を観測的に検証するための第一段階として、低密度アグリゲイトの光学特性を計算した。その結果、原始惑星系円盤の観測結果は従来コンパクトなダストと仮定して解釈されてきたが、低密度ダストアグリゲイトによっても同様の観測結果を再現できることを発見した。更に、従来考えられてきたコンパクトダストと今回新たに提案されている低密度アグリゲイトを区別する方法として、電波2波長を用いた連続波観測を提案した。これは、現在稼働中の電波望遠鏡ALMAによって達成可能な観測である。このような観測が達成されれば、我々の構築した惑星形成理論を観測的に裏付ける重要な証拠になるという点で重要な発見である(Kataoka et al., A&A, 568, A42, 2014)。また、本研究と並行し、原始惑星系円盤内でのダストの大きさを観測的に示す別の手法としてミリ波偏光観測によってダストサイズを制限することが可能であることを発見した。本研究では、大きなダストによって散乱光が強くなり、その散乱光の偏光成分を捉えることによってダストのサイズを制限できることを初めて示した。このような偏光メカニズムは、今までに検討されてこなかったミリ波偏光観測の解釈となり、今後の偏光観測の新たな可能性を提示したという点で重要である(論文投稿中)。更に、このような偏光観測からダストの散乱特性を導くことで、これまでの研究で示したアグリゲイトの低密度化の証拠にもつながると期待される。

在迄今为止的研究中，我们重点关注尘埃的聚结生长过程，这是行星形成的第一步，通过阐明尘埃聚集体的内部密度演化，我们发现了行星形成的第一个一致步骤。创造一个理论。今年，我们计算了低密度聚集体的光学特性，作为观测验证先前研究中揭示的行星形成理论的第一步。因此，尽管传统上通过假设致密尘埃来解释原行星盘的观测结果，但我们发现使用低密度尘埃聚集体可以重现类似的观测结果。此外，我们提出使用两种无线电波长进行连续波观测，作为区分先前认为的致密灰尘和新提出的低密度聚集体的方法。这是目前运行的射电望远镜 ALMA 可以实现的观测。如果实现了这样的观测，这将是一个重要的发现，因为它将为支持我们的行星形成理论提供重要的观测证据（Kataoka et al., A&A, 568, A42, 2014）。此外，在这项研究的同时，我们发现可以通过毫米波偏振观测来限制尘埃的尺寸，这是另一种观测显示原行星盘中尘埃尺寸的方法。在这项研究中，我们首次表明，大的尘埃颗粒会增加散射光的强度，并且可以通过捕获散射光的偏振分量来限制尘埃颗粒的尺寸。这样的偏振机制很重要，因为它提供了以前没有考虑过的毫米波偏振观测的解释，并为未来偏振观测提供了新的可能性（目前正在提交论文）。此外，通过从这种偏振观测中推导出灰尘的散射特性，预计这将导致先前研究中显示的聚集体密度较低的证据。

项目成果

DISCOVERY OF A DISK GAP CANDIDATE AT 20 AU IN TW HYDRAE

• DOI: 10.1088/2041-8205/802/2/l17
• 发表时间: 2015-03
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: E. Akiyama;T. Muto;N. Kusakabe;A. Kataoka;J. Hashimoto;T. Tsukagoshi;J. Kwon;T. Kudo;R. Kandori;C. Grady;M. Takami;M. Janson;M. Kuzuhara;T. Henning;M. Sitko;J. C. C. S. Mayama-J.-C.-C.-S.-Mayama-1401890576;T. Currie;C. Thalmann;J. Wisniewski;M. Momose;N. Ohashi;L. Abe;W. Brandner;Timothy D. Brandt;S. Egner;M. Feldt;M. Goto;O. Guyon;Y. Hayano;M. Hayashi;S. Hayashi;K. Hodapp;M. Ishi;M. Iye;G. Knapp;T. Matsuo;M. McElwain;S. Miyama;J. Morino;A. Moro-Martin;T. Nishimura;T. Pyo;G. Serabyn;T. Suenaga;H. Suto;R. Suzuki;Y. Takahashi;N. Takato;H. Terada;D. Tomono;E. Turner;M. Watanabe;T. Yamada;H. Takami;T. Usuda;M. Tamura

高空隙ダストの静的圧縮を考慮した微惑星形成

考虑高孔隙率尘埃静态压缩的星子形成

• 发表时间: 2013
• 作者: 片岡章雅;武藤恭之;塚越崇;百瀬宗武;深川美里;芝井広;花輪知幸;Akimasa Kataoka;片岡章雅;片岡章雅;片岡章雅;Akimasa Kataoka;片岡章雅;片岡章雅;片岡章雅
• 通讯作者: 片岡章雅

Planetesimal formation via fluffy dust aggregates

通过蓬松的尘埃聚集形成行星

• 发表时间: 2014
• 作者: 片岡章雅;武藤恭之;塚越崇;百瀬宗武;深川美里;芝井広;花輪知幸;Akimasa Kataoka;片岡章雅;片岡章雅;片岡章雅;Akimasa Kataoka
• 通讯作者: Akimasa Kataoka

偏光観測で探る星形成過程における分子雲コアの磁力線構造

利用偏振光观测探索恒星形成过程中分子云核心的磁场线结构

• 发表时间: 2012
• 作者: 片岡章雅;武藤恭之;塚越崇;百瀬宗武;深川美里;芝井広;花輪知幸;Akimasa Kataoka;片岡章雅;片岡章雅;片岡章雅;Akimasa Kataoka;片岡章雅;片岡章雅;片岡章雅;Akimasa Kataoka;片岡章雅;片岡章雅;片岡章雅;片岡章雅;Akimasa Kataoka;Akimasa Kataoka;片岡章雅;片岡章雅;Akimasa Kataoka;Akimasa Kataoka;片岡章雅;片岡章雅
• 通讯作者: 片岡章雅

Magnetic Field in the Isolated Massive Dense Clump IRAS 20126+4104

孤立的大量致密团块中的磁场 IRAS 20126 4104

• DOI: 10.1088/2041-8205/750/2/l29
• 发表时间: 2012
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Shinnaga;Kataoka;et al.
• 通讯作者: et al.