[M-GI30] 計算科学が拓く宇宙惑星地球科学

[MGI30-04] 微惑星円盤からの統一的な惑星形成N体シミュレーション：惑星移動を考慮したダイナミックな惑星形成シナリオ

*神野 天里¹、斎藤 貴之¹、船渡 陽子²、牧野 淳一郎¹ (1.神戸大学、2.東京大学)

キーワード：惑星形成、惑星-円盤間相互作用、数値計算

標準的な惑星形成理論である「コア集積モデル」では、惑星は無数の微惑星が衝突合体することで形成されると考えられている。このモデルでは、周囲の微惑星よりもわずかに大きく成長した微惑星が自身の軌道周辺の微惑星を集積し、「その場」で暴走的に成長することから惑星形成が始まる。この暴走成長は、円盤内の至る所で同時に生じ、複数の惑星胚が円盤内で寡占的に形成される。これら惑星胚は形成領域に応じて、最終的に地球型惑星や巨大ガス惑星、氷惑星のコアとなり惑星系を形成する。しかし、惑星の「その場」成長を仮定したコア集積モデルは太陽系の形成過程を自然に説明し得るが、様々な大きさと主星からの距離が異なる多様な系外惑星系の形成過程を説明することはできない。
本研究では、微惑星-惑星間重力相互作用や微惑星間重力相互作用、惑星-ガス円盤間相互作用の全てを考慮した標準的な微惑星円盤からの大規模惑星形成N体シミュレーションを行った。我々のシミュレーションから、惑星形成初期に生じる暴走成長段階から惑星はダイナミックに微惑星円盤内を大きく移動しながら成長することがわかった。この結果は、従来考えられてきた惑星の「その場」成長を仮定するコア集積モデルとは大きく異なるものであり、標準的な林モデルを初期条件とする原始惑星系円盤でも多様な系外惑星系を説明するために必要な惑星のダイナミックな移動を説明できることを示している。