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日本惑星科学会誌Vol. 32, No. 3, 2023

惑星ラボからこんにちは！その9〜東京大学大学院総合文化研究科〜
黒川 宏之1，小宮 剛1，鈴木 建1，成田 憲保1，諏訪 雄大1，鹿山 雅裕1，澤木 佑介1，谷川 衝1，土井 靖生1，吉田 慎一郎1，福井 暁彦1，小玉 貴則1

究科の地球惑星科学 専攻および 天文学 専攻（大学院生）・理学部（学部生）を通じて進学できます．

2. 研究紹介
2.1

宇宙地球部会：地球グループ

地球グループでは，地球や太陽系内外の惑星・衛星の起源と進化について，研究を進めています．本グ
図1：集合写真．

ループには専門の異なる4名の教員が在籍し，それぞれの強みを活かして，物質科学的・計算科学的手法を用いた研究を行っています．

1. 組織
日本惑星科学会のみなさま，こんにちは！東京大

地球に関しては，地質学的・地球化学的手法と理論モデル計 算・シミュレーションの両面から総合的に研究することで，地球の形成過程，⼤陸成⻑，⼤学大学院総合文化研究科には地球惑星科学と宇宙気・海洋および⽣命進化の解明を目指しています．地科学を研究する2つの研究グループがあります．広域質学的・地球化学的手法では，地球史の情報を記録科学専攻広域システム科学系・宇宙地球部会と先進する地質体の野外調査を行い（図2），また，採取し科学研究機構・成田研究室です．現在，広域システた試 料の室内分析を実施することで，地球表 層環

ム科学系・宇宙地球部会には9 名の教員と7名の研究境と生命の共進化の解読を行っています．野外調査員，19 名の大学院生，先進科学研究機構・成田研究においては，カナダ・ラブラドル半島やアフリカのガ室には3 名の教員と4名の研究員，4名の大学院生がボンなど，世界各地に赴いて地質調査・試料採取を所属しています（図1）．これらの研究グループはとも行っています．さらに，地球の形成や進化に関する理に東京大学駒場キャンパスにあります．両グループの論モデルを構築し，シミュレーションを実施すること研究室に学部生・大学院生として所属するには，総合で，地球の形成過程や全球的な物質循環の理解を文化研究科（大学院生）・教養学部（学部生）を通じて目指しています．こうした理論研究では，スーパーコ進学できる他，一部の教員の研究室には理学系研

ンピュータを用いた大規模シミュレーションを行う一

1.東京大学大学院総合文化研究科
hirokurokawa@g.ecc.u-tokyo.ac.jp

方で，時には紙と鉛筆だけで勝負する解析計算で研究を行うこともあります．

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図2：地球グループの野外調査．

地球以外の惑星・衛星に関しては，理論モデル計

密に連携して研究を行っているグループは極めて稀

算・シミュレーション研究に加えて，地球外試料の分です．両方に取り組みたい人にも，一方に没頭したい

析や太陽系探査を通じた研究を行うことで，惑星系人にも，おすすめの研究環境です．の起源や惑星・衛星の多様性の解明を目指しています．惑星誕生の場となる原始惑星系円盤における天

2. 2

宇宙地球部会：宇宙グループ

体集積過程について理論シミュレーションを実施す

宇宙グループは，理論天体物理学を基盤に，多岐るとともに，そうした天体集積の過程を記録する小にわたる領域で活動する研究者集団で，その主要天体・衛星探査計画（はやぶさ2，M M Xなど）に参画

な関心領域は恒 星物理学です．その活動 範囲は天することで，惑星系の形成メカニズムを実証的に調体風や天体プラズマの輸送機 構，原始惑星 系円盤べています．また，地球以外の惑星・衛星（月や，金や惑星 系の進化，超 新星爆発の駆 動機構，光子・星，火星，太陽系外惑星）の進化についての理論研

ニュートリノ・重力波を組み合わせたマルチメッセン

究を通じ，惑星・衛星進化の多様性を追求していま

ジャー，高密度天体の構造とその引き起こす高エネす．さらに，将来の有人探査の先駆けとも言える月やルギー現 象，恒 星や連星 系の進化に基づく連星ブ

火星の水資源探 査計画（LU PE X，I nter n at ion a l

ラックホールの形成，赤外線観測天文学まで，広範M a rs Ice M apper）にも参画しています．に及びます．

物質学的研究と理論研究を一つのグループ内でその中でも，特に駒場宇宙グループの特徴は，質

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日本惑星科学会誌Vol. 32, No. 3, 2023

図4：成田研究室でのMuSCAT4の開発風景（2023年7月）．

による惑 星サーベイに参加し，新しいトランジット
図3：降着円盤の磁気流体シミュレーション結果の1例．

惑 星の 発見に取り組んでいます．成田 研 究 室では
観 測 装置 開 発も行なっていて，T E S Sと連 携した
新しいトランジット惑 星の 発 見やその 後 の 追 観 測

量にかかわらず恒星の物理学の研究を行うという点では，成田研究 室で開発した多 色同時 撮像カメラ

で，太陽のような低質量星からベテルギウスのような「Mu S CATシリーズ」が使われています．Mu S CAT

大質量星までを対 象としています．日本国内でこれシリーズは日本の岡山，スペインのテネリフェ島，アほど幅広い恒星物理を研究しているグループは唯一

メリカのマウイ島にある1. 5 m〜2 mの3 台の望遠鏡と言って過言ではありません．に搭載されており，現在はオーストラリアのサイディン

また，宇宙流体における風や流れの駆動メカニズ
ムの解明には，磁気流体力学という電磁気学と流体

グ・スプリング天文台にある2m 望遠鏡用に4台目のMu S CAT4を開発しています（図 4）．

力学を融合させた手法を駆使しています（図3）．この

成田研究室ではこのように自分たちで開発した観アプローチは，特定の天体に縛られず，さまざまな天測装置で豊富な観測時間を持つほか，すばる望遠鏡

体や宇宙流体に見られる共通の物理 過程を理 解すやジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡などの共同利用観ることを目指しています．
「波 動」，「乱流」，「エネル測時間への観測提案も積極的に行なっています．こギー輸送」などのキーワードが，その研究の焦点を示うした観測では，惑星形成・軌道進化の理論や惑星しています．

大気の理論を念頭において，観測を通して理論研究さらに，宇宙グループでは輻射輸送と流体力学をの発展に貢献することを目指しています．そのため，組み合わせた輻射流体力学計 算や重力多体計 算を理論研究者と連 携した共同研究を積極的に進めて含む，多様な物理現象に対する研究も行っています．

います．

これらの問題に取り組むために，スーパーコンピューターを活用しています．

2.3

先進科学研究機構・成田研究室

近年の主な成果としては，Mu S CATシリーズやす
ばる望遠鏡を用いた観測で多数の新しいトランジット惑星を発見しており，その中には赤色矮星のハビタブルゾーンにある地球型惑星や，赤色矮星まわり

成田研究室では，惑星が主星の前面を通過するの短周期巨大惑星，白色矮星まわりの短周期惑星な「トランジット惑星 」に特に注目し，宇宙望遠鏡や世ど，まだ発見数が多くないユニークな惑星も含まれ界各地の地 上望遠鏡を駆使して新しい系外 惑星をています．

発見し，その惑星の質量・半径・軌道・大気などを調

また， 今 後は2020 年 代に打ち上げ 予定のE S A

べて，多様な惑星と惑星系がどのようにしてできたのトランジット惑 星 探 索 衛 星 PL AT O や， 同じくのか，それぞれの惑星がどんな世界なのかを明らか

E S Aの系 外 惑 星大 気 赤 外 線 分 光 サーベイ衛星計にする研究を行なっています．

画A r ielなどの衛星計画，2030 年代以降には地 上

最近はNA S Aのトランジット惑星探索衛星T E S Sの30m 望遠鏡計画 TMTや日本の紫外線宇宙望遠

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鏡計画L A PY UTA，NA S AのH abit able Worlds
Obser vator yなどの計画に参加を予定しています．
実際に望遠 鏡で観測をして新しい系外 惑星を発見したり，その性質を明らかにする観測的研究に興味がある人，そうした観測と連携した理論的研究に興味がある人，観測を実現するための新しい観測装置を開発することに興味がある人，上記のような系外惑星分野の将来計画に参加したいという人は，ぜひ成田研究室での学生・ポスドクを考えてみてください．

3. 研究室生活
宇宙地球部会と先進 科学 研究機構・成田研究室がある東京大学駒場キャンパスは，渋谷から二駅という利便性のある立地であるとともに，自然豊かで都会のオアシスのようなキャンパスです．日々のセミ
ナー等の研究活動に全力を注ぐとともに，時には自然に囲まれたグラウンドでサッカーをするなど，充実した研究室生活を送ることができます．

ウェブサイト：広域科学 専攻広域システム科学系・宇宙地球部会：
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先進科学研究機構・成田研究室：
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