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Investigating satellite formation around ice giants

Research Project

Project/Area Number 19K14787
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
Research InstitutionNational Institute of Technology(KOSEN), Oshima College (2020-2022)
University of Occupational and Environmental Health, Japan (2019)

Principal Investigator

Suetsugu Ryo  大島商船高等専門学校, 一般科目, 准教授 (40737334)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords惑星 / 衛星 / 小天体 / 微惑星 / 衛星形成 / 惑星形成 / 小惑星 / 惑星起源・進化 / 固体地球物理学
Outline of Research at the Start

惑星の周りにある衛星は近年の惑星探査から非常に多様であることが明らかにされた。そのため、これらの衛星がどのようにして形成されたのか精力的に調べられている。しかし、これまでの研究の大半は、木星や土星などの地球質量よりも数百倍大きい巨大惑星の衛星が対象であり、地球質量の数十倍程度の質量の氷惑星(天王星や海王星など)の衛星系形成は不明な点が多く残っている。そこで本研究は最近の惑星形成シミュレーションによって得られた惑星周りのガスの流れをモデル化することで、衛星の材料となる固体物質の供給を調べ、天王星や海王星などの氷惑星の衛星系形成過程を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

1. We studied capture of planetesimals by gas drag from an atmosphere of a growing ice-giant planet. We found that some of the captured planetesimals can survive in the atmosphere for a long period of time under weak gas drag. Our results suggest that some of the present irregular satellites of ice-giant planets would have been captured by gas drag.
2. We studied the global distribution of ancient tectonic troughs, furrows on Jupiter’s satellite Ganymede. We found that furrows used to be a global-scale multi-ring structure. If it is impact origin, 150-km radius impactor is plausible.
3. We studied planetary-mass dependence of delivery of gas and dust particles onto circumplanetary disk of a growing giant planet. We found that the ratio of the mass accretion rate onto the circumplanetary disk and that into the Hill sphere is about 0.4 regardless of the planetary mass.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、天王星や海王星などの氷惑星の衛星形成過程を調べたが、系外惑星の質量は地球から氷惑星の間に分布しているものが多いことが知られている。そのため本研究から、太陽系外衛星をもちうる惑星の候補に対して制約を与えられることが期待される。
木星の衛星ガニメデは欧州宇宙機関(ESA)が推進し日本も参加する木星氷衛星探査計画(JUICE計画)の探査目標である。そのため、本研究の結果がこの探査により検証でき,木星の衛星系の形成と進化の解明が進むと期待される。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Delivery of Gas onto the Circumplanetary Disk of Giant Planets: Planetary-mass Dependence of the Source Region of Accreting Gas and Mass Accretion Rate2022

    • Author(s)
      Maeda Natsuho、Ohtsuki Keiji、Tanigawa Takayuki、Machida Masahiro N.、Suetsugu Ryo
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 935 Issue: 1 Pages: 56-56

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac7ddf

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Delivery of Pebbles from the Protoplanetary Disk into Circumplanetary Disks2020

    • Author(s)
      Homma Toru、Ohtsuki Keiji、Maeda Natsuho、Suetsugu Ryo、Machida Masahiro N.、Tanigawa Takayuki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 903 Issue: 2 Pages: 98-98

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbc08

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A global system of furrows on Ganymede indicative of their creation in a single impact event2020

    • Author(s)
      Hirata Naoyuki、Suetsugu Ryo、Ohtsuki Keiji
    • Journal Title

      Icarus

      Volume: 352 Pages: 113941-113941

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2020.113941

    • NAID

      120006886645

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 不規則衛星の起源2020

    • Author(s)
      末次竜
    • Organizer
      第7回衛星系研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 微惑星の衝突破壊: 物質強度依存性2019

    • Author(s)
      末次竜、田中秀和、小林浩、玄田英典
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] DEMによるイジェクタカーテン模様の解析2019

    • Author(s)
      末次竜、門野敏彦、荒川大、笠木祥喜、永山秀一、鈴木絢子、長谷川直
    • Organizer
      惑星形成討論会2019夏
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 数値計算によるイジェクタカーテン模様の解析2019

    • Author(s)
      末次竜、門野敏彦、荒川大、笠木祥喜、永山秀一、鈴木絢子、長谷川直
    • Organizer
      日本惑星科学会2019年秋季講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] LIGGGHTSによる衝突計算2019

    • Author(s)
      末次竜
    • Organizer
      天体の衝突物理の解明 (XV) ~小惑星の表層進化~
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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