Ueta sotsuron

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Ueta sotsuron

  1. 1. 内部海を持つ地球型惑星の 生命居住可能性 井田研究室 08-03510 上田 翔士
  2. 2. 研究背景ハビタブルな地球型惑星が存在するのか ・系外地球型惑星 ・浮遊惑星 Illustration courtesy Lynette“ハビタブル” Cook ⇒・ 液体の水が存在 ・ 水と岩石が接している(ミネラル供給)(例) ・海惑星 ・地熱で氷の内側が溶けてできた海 (内部海) Artwork by Robert Hurt Tajika (2008)では内部海 を持つ系外地球型惑星 について考察
  3. 3. Tajika (2008) 惑星形成から46億年後に内部海を持つ 系外地球型惑星について考察 内側: 暴走温室 (Kasting, 1988; 中心星のルミノシティ Nakajima et al., 1992) 海惑星のHZ 外側: CO₂雲出現 (Kasting et al., 1993) 黒線: 惑星質量に応じ た内部海を持てる境界 Tajika (2008) を改変 中心星からの距離4地球質量以上なら惑星軌道・ルミノシティに関わらず、内部海持つ ⇒ハビタブルゾーンが大きく拡がるのではないか
  4. 4. 研究目的 系外・浮遊地球型惑星が内部海を持つ条件を求める Tajika (2008)(a) 惑星半径と惑星質量の関係に重力による圧縮の影響なし(b) 単位体積当たりの放射性熱源の量、惑星表面の水量の割合 が地球と等しい 本研究 ・重力による圧縮の影響を考慮した半径-質量の関係式 (Valencia et al., 2006) ・単位体積当たりの放射性熱源の量 地球の0.1 - 10倍 表面の水量の割合 地球の0.1 - 100倍 ⇒“高圧氷”の影響を考慮
  5. 5. H₂Oの相図 高圧氷とは 高圧下において相転移し液体の 水よりも密度が大きくなった氷 内部海・惑星半径と質量の関係・表面の水の量の変化⇒表面の水の厚さが増す内部海と岩石の間に高圧氷⇒液体の水と岩石の接触なし
  6. 6. 研究手法惑星表面へ放出 マントルの温度進化 放射性熱源による放出
  7. 7. 結果①(中心星がある場合)46億年、1AU、放射性熱源比1倍 46億年、1AU、表面水量比1倍 10 10 内部海の底に高圧氷 惑星質量/地球質量惑星質量/地球質量 内部海をもつ 内部海をもつ (氷1-液体の水) (氷1-液体の水) 1 1 氷のみ 氷のみ 0.1 0.1 0.1 0.5 1 8 10 100 0.1 0.4 1 10 表面水量比/地球水量比 放射性熱源/地球放射性熱源 地球質量の惑星 地球質量の惑星 0.5-8倍の水 ⇒内部海 地球の0.4倍以上の放射性熱源 8倍以上 ⇒高圧氷生じる ⇒内部海
  8. 8. 結果②(浮遊惑星の場合) 46億年、放射性熱源比1倍 46億年、表面水量比1倍 10 10 内部海の底に高圧氷 内部海をもつ 惑星質量/地球質量惑星質量/地球質量 内部海をもつ (氷1-液体の水) (氷1-液体の水) 1 1 氷のみ 氷のみ 0.1 0.1 0.1 1 2 8 10 100 0.1 1 2 10 表面水量比/地球水量比 放射性熱源/地球放射性熱源 地球質量の惑星 地球質量の惑星 2-8倍の水 ⇒内部海 2倍以上 ⇒内部海 中心星ありの場合より制約強 中心星ありの場合より制約強 適切な量(1桁以下の幅)必要 ある値以上の量必要
  9. 9. 結果③(表面の水の量の変化)放射性熱源1倍 表面水量比 0.5倍 1倍 2倍 10倍 10 白: 氷のみ 惑星質量/地球質量 赤: 内部海もつ 緑: 底に高圧氷 1 青: 海惑星 0.1 0 20 40 中心星からの距離 (AU)
  10. 10. 結果③(表面の水の量の変化)放射性熱源1倍 表面水量比 0.5倍 1倍 2倍 10倍 10 白: 氷のみ 惑星質量/地球質量 赤: 内部海もつ 緑: 底に高圧氷 1 青: 海惑星 0.1 0 20 40 中心星からの距離 (AU)
  11. 11. 結果③(表面の水の量の変化)放射性熱源1倍 表面水量比 0.5倍 1倍 2倍 10倍 10 白: 氷のみ 惑星質量/地球質量 赤: 内部海もつ 緑: 底に高圧氷 1 青: 海惑星 0.1 0 20 40 中心星からの距離 (AU)
  12. 12. 結果③(表面の水の量の変化)放射性熱源1倍 表面水量比 0.5倍 1倍 2倍 10倍 10 白: 氷のみ 惑星質量/地球質量 赤: 内部海もつ 緑: 底に高圧氷 1 青: 海惑星 0.1 0 20 40 中心星からの距離 (AU) 単純に表面の水が多ければ良いわけではない ⇒適切な量の水が必要
  13. 13. まとめ・系外・浮遊地球型惑星がハビタブルな内部海を持つ 条件を求めた・Tajika (2008)の手法を応用し、内部海を持つ条件 に対する放射性熱源・表面の水量の依存性も 調べた・内部海の底に高圧氷が生じることを考慮・惑星質量に応じた適切な量の水が表面に必要・惑星質量に応じたある値以上の放射性熱源が必要・浮遊惑星は制約が強まる

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