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東北大、巨大ガス惑星の新たな形成モデルを提唱-太陽系外巨大惑星の落下問題解決と質量分布再現に成功

2020/3/17 15:15
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発表日:2020年3月17日

巨大ガス惑星の新たな形成モデルを提唱

太陽系外巨大惑星の落下問題解決と質量分布再現に成功

【発表のポイント】

●巨大ガス惑星(注1)の質量や軌道の分布を説明する新たな形成モデルを、惑星形成現場の最新数値流体計算に基づいて提唱。

●巨大ガス惑星は普遍的な進化経路をたどることを発見。同時に従来問題であった惑星落下(注2)を解決。

●観測されている原始惑星系円盤(注3)環境の下で系外巨大ガス惑星の質量分布を再現することに成功。

【概要】

これまで数千個の太陽系外の惑星(注4)が発見されましたが、系外巨大ガス惑星の質量や軌道の分布を説明することは未だできていませんでした。また、巨大ガス惑星は原始惑星系円盤という若い恒星の回りにあるガス円盤の中でガスを大量に集積してできたとされていますが、この原始惑星系円盤から受ける抵抗によって巨大ガス惑星は急速に恒星へ落下してしまうことが指摘されおり大問題となっていました。

東北大学大学院理学研究科の田中秀和教授を中心とした研究グループは、数値流体計算に基づいた巨大ガス惑星形成の正確な理論モデルを新たに構築することで、この問題を解決しました。新たな巨大惑星形成モデルにより、巨大ガス惑星の落下と成長は原始惑星系円盤の環境に依らない進化経路をたどること、またその際の惑星の落下は十分抑制されることが明らかになりました(図1)。巨大ガス惑星の最終的な質量は原始惑星円盤の総質量で決まります。この形成モデルは、観測されている原始惑星系円盤から整合的に系外巨大惑星の質量分布を再現することにも成功しました(図2)。

本研究成果をまとめた論文は、2020年3月13日付けで『The Astrophysical Journal』電子版に掲載されました。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0531085_01.pdf

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