On the probability of moons formation

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K13562
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 玄田 英典 東京工業大学, 地球生命研究所, 特任准教授 (90456260)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 巨大天体衝突 / 地球型惑星形成 / 衛星形成

Outline of Annual Research Achievements

地球には大きな月が1つだけ存在し、火星には小さな衛星が2つ存在する。一方、金星と水星には衛星が存在しない。それはなぜか？また、木星型惑星には沢山の衛星が発見されており、冥王星にも大きな衛星カロンのほかに複数個の小さな衛星が存在している。平成28年度は、まず火星の衛星に注目し、火星の衛星フォボスとデイモスが、月の起源と同じような巨大天体衝突で形成可能であることを数値シミュレーションによって示した[Rosenblatt, ..., Genda et al. 2016 Nature Geoscience] 。地球の月を作った巨大天体衝突との違いは、衝突天体が比較的小さく、衝突速度が脱出速度よりもやや速い点にある。天体衝突条件（衝突天体サイズ・衝突速度・衝突角度）は、確率的な部分を含んでいるため、その範疇で、衛星の有無・大きさ・数が変わることを意味している。
また、2015年にNASAの探査機ニューホライズンズが冥王星を初めてフライバイし、冥王星の鮮明な画像が送られてきた。その画像から、冥王星の赤道付近の広い領域が茶褐色を呈していることがわかり、申請者は、この茶褐色の領域が、衛星カロンを作った巨大天体衝突で冥王星の赤道付近が加熱され、単純な有機分子が重合することによって茶褐色を呈した可能性が極めて高いことを示した[Sekine, Genda et al. 2017 Nature Astronomy]。この研究結果は、衛星を作るような巨大天体衝突が、地球型惑星形成領域だけでなく、外惑星領域においても我々が考えていたよりも高い頻度で起こっていること示している。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Institut de Physique du Globe/Universite Paris Diderot/Institut de Physique de Rennes(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: Institut de Physique du Globe/Universite Paris Diderot/Institut de Physique de Rennes
  • # of Other Institutions: 1
• [Int'l Joint Research] Royal Observatory of Belgium(ベルギー)
  • Country Name: BELGIUM
  • Counterpart Institution: Royal Observatory of Belgium
• [Int'l Joint Research] Chinese Academy of Sciences(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: Chinese Academy of Sciences
• [Int'l Joint Research] University of Vienna/Austrian Academy Sci. Space Res. Inst.(オーストリア)
  • Country Name: AUSTRIA
  • Counterpart Institution: University of Vienna/Austrian Academy Sci. Space Res. Inst.
• [Int'l Joint Research] Inst. Astron. Russian Academy Sci.(ロシア連邦)
  • Country Name: RUSSIA FEDERATION
  • Counterpart Institution: Inst. Astron. Russian Academy Sci.
• [Journal Article] Ring formation around giant planets by a single tidal disruption of a passing large Kuiper Belt objects (2017)
  • Author(s): Hyodo, R., Charnoz, S., Ohtsuki, K., and Genda, H.
  • Journal Title: Icarus Volume: 282 Pages: 195-213
  • DOI: doi:10.1016/j.icarus.2016.09.012
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Charon-forming giant impact as a source of Pluto's dark equatorial regions (2017)
  • Author(s): Sekine, Y., Genda, H., Kamata, S., and Funatsu, T.
  • Journal Title: Nature Astronomy Volume: 1 Pages: 0031
  • DOI: doi:10.1038/s41550-016-0031
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Impact erosion model for gravity-dominated planetesimals (2017)
  • Author(s): Genda, H., Fujita, T., Kobayashi, H., Tanaka, H., Suetsugu, R., and Abe, Y.
  • Journal Title: Icarus Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: doi:10.1016/j.icarus.2017.03.009
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ejection of iron-bearing giant-impact fragments and the dynamical and geochemical influence of the fragment re-accretion (2017)
  • Author(s): Genda, H., Iizuka, T., Sasaki, T., Ueno, Y., and Ikoma, M.
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accretion of Phobos and Deimos in an extended debris disc stirred by transient moons (2016)
  • Author(s): Rosenblatt, P., Charnoz, S., Dunseath, K. M., Terao-Dunseath, M., Trinh, A., Hyodo, R., Genda, H., and Toupin, S.
  • Journal Title: Nature Geoscience Volume: 9 Pages: 581-583
  • DOI: doi:10.1038/ngeo2742
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Formation of Centaurs' rings through their partial tidal disruption during planetary encounters (2016)
  • Author(s): Hyodo, R., Charnoz, S., Genda, H., and Ohtsuki, K.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 828 Pages: L8 (6pp)
  • DOI: doi:10.3847/2041-8205/828/1/L8
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Formation and evolution of protoatmospheres (2016)
  • Author(s): Massol, H., Hamano, K., Tian, F., Ikoma, M., Abe, Y., Chassefiere, E., Davaille, A., Genda, H., Gudel, M., Hori, Y., Leblanc, F., Marcq, E., Sarda, P., Shematovich, V. I., Stokl, A., and Lammer, H.
  • Journal Title: Space Science Reviews Volume: 205 Pages: 153-211
  • DOI: doi:10.1007/s11214-016-0280-1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 巨大天体衝突 (2017)
  • Author(s): 玄田英典
  • Organizer: 第４９回天体力学N体力学研究会
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京都）
  • Year and Date: 2017-03-22
  • Invited
• [Presentation] スーパーアースの平均密度多様性の起源：天体衝突侵食の影響 (2017)
  • Author(s): 玄田英典
  • Organizer: 第５回宇宙における生命ワークショップ
  • Place of Presentation: 一橋大学（東京都）
  • Year and Date: 2017-03-07
• [Presentation] Planet Formation (2016)
  • Author(s): Genda, H.
  • Organizer: UK-Japan Frontiers of Science Symposium
  • Place of Presentation: The Royal Society at Chicheley Hall, Buckinghamshire, U.K.
  • Year and Date: 2016-11-08
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Giant Impacts and Satellite Formation (2016)
  • Author(s): Genda, H.
  • Organizer: Japan-Germany Planet & Disk Workshop
  • Place of Presentation: Beach Hotel Sunshine Ishigakijima, Ishigaki Island, Okinawa, Japan
  • Year and Date: 2016-09-30
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 冥王星の暗い赤道領域はカロン形成巨大衝突で作れるか？ (2016)
  • Author(s): 玄田英典、関根康人、鎌田俊一、舟津太郎
  • Organizer: 日本惑星科学会 2016年秋季講演会
  • Place of Presentation: ノートルダム清心女子大学（岡山県）
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] 新たな衝突仮説に基づく火星衛星の起源と火星サイエンス (2016)
  • Author(s): 玄田英典
  • Organizer: 第49回 月・惑星シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙科学研究所（神奈川県）
  • Year and Date: 2016-07-21
• [Presentation] The Formation of Elongated Dark Areas on Pluto by a Charon-Forming Giant Impact (2016)
  • Author(s): Genda, H., Sekine, Y. and Funatsu, T.
  • Organizer: Goldschmidt Conference 2016
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Kanagawa, Japan
  • Year and Date: 2016-06-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] On the origin of Martian moons (2016)
  • Author(s): Genda, H., Hyodo, R., Charnoz, S. and Rosenblatt, P.
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2016
  • Place of Presentation: Makuhari Messe International Conference Hall, Chiba, Japan
  • Year and Date: 2016-05-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 巨大衝突シナリオの検証可能性 (2016)
  • Author(s): 玄田英典
  • Organizer: 第14回CPS月惑星探査研究会
  • Place of Presentation: 北海道大学東京オフィス（東京都）
  • Year and Date: 2016-05-20
• [Presentation] 巨大天体衝突 (2016)
  • Author(s): 玄田英典
  • Organizer: 宇宙生命計算科学連携拠点 第２回ワークショップ
  • Place of Presentation: 筑波大学（茨城県）
  • Year and Date: 2016-04-27
  • Int'l Joint Research