最新の星・円盤形成の理解に立脚した早期木星形成下での太陽系形成モデル構築と検証

基于对恒星和盘形成的最新认识，建立并验证早期木星形成下的太阳系形成模型

基本信息

批准号：
22KJ1310
负责人：
本間和明
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1310/
关键词：
惑星形成原始惑星系円盤ダスト太陽系形成理論隕石

项目摘要

本研究の目的は、星と星周ガス円盤形成の最新理論に基づき、早期に木星が形成された中での太陽系形成初期の描像が隕石の物的証拠と整合的かを明らかにすることである。本年度は本課題において重要となる、早期に形成された木星によるダスト混合の抑制へのダストサイズ分布の影響を明らかにする研究を行なった。隕石の同位体分析により、太陽系ではダストの混合が抑制されており、混合の抑制は早期に形成された木星に由来するとする木星説が注目を集めている。木星説は地球の水分量や炭素質隕石への重元素濃集を説明しうるため、木星説でダスト混合が抑制し得たかを明らかにすることは重要である。木星によるダスト混合抑制の効率はダストの大きさと乱流拡散の強さに依存する。そのため、ダストのサイズ分布と乱流拡散の強さを考慮した場合に木星によるダスト混合の抑制が達成できるか明らかにすることが重要である。本研究の結果、木星によるダスト混合の抑制が弱い場合であっても、隕石の同位体比に見られる二分性を説明しうることがわかった。また混合抑制が弱い場合にのみ、隕石のクロム同位体比と集積年代の関係を再現しうることが明らかとなった。本研究の結果は投稿論文にまとめており、次年度に投稿する予定である。上記に加えて、次年度への準備として木星形成以前の星と星周ガス円盤形成によるダストの同位体比の時空間不均質を求めるモデルを作成した。次年度は本モデルを元に古典論と最新の理論に基づき、円盤形成からその後の木星形成までの同位体比の空間変動を調べ、太陽系形成初期の描像を明らかにする。

这项研究的目的是阐明基于木星早期形成太阳系形成的早期形象，这是基于恒星和圆周气盘形成的最新理论，即木星早期形成，与陨石的物理证据一致。今年，我们进行了研究，以阐明由于木星的早期形成而导致的灰尘尺寸分布对抑制灰尘混合的影响，这在这一主题中很重要。对陨石的同位素分析表明，太阳系抑制了灰尘混合，而木星理论认为，抑制混合的木星来自木星的早期形成，这引起了人们的注意。木星理论可以解释地球上的水分量和碳质陨石中重元素的浓度，因此澄清木星理论是否可以抑制灰尘混合非常重要。木星抑制尘埃抑制的效率取决于灰尘的大小和湍流扩散的强度。因此，重要的是要阐明在考虑灰尘的尺寸分布和湍流扩散的强度时，是否可以实现木星混合粉尘混合。这项研究发现，即使木星对灰尘混合的抑制很弱，也可以解释陨石的同位素比中看到的二分法。还已经揭示了只有在混合抑制较弱时，才能再现了同位素比率和陨石的积累年龄之间的关系。这项研究的结果总结在提交的论文中，计划于明年提交。除上述情况外，为了准备明年，还创建了一个模型来确定由于木星形成恒星和圆周气盘的形成而导致灰尘同位素比的时空异质性。明年，基于此模型，我们将根据经典理论和最新理论研究同位素比形成与随后的木星形成的同位素比的空间变化，并揭示太阳系早期形成的图像。