2017 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of a satellite formation model around gas planets including drift and growth of solid materials
| Project/Area Number |
16J09590
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
芝池 諭人 東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
|
| Keywords | 衛星形成 / 衛星 / 周惑星円盤 / 惑星形成 / 木星 / 土星 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、まず、平成28年度に得られた研究成果を論文にまとめて米国の科学雑誌に投稿し、同論文はその後出版された。研究成果は、衛星形成の場である周惑星円盤への小さな材料物質(ダスト)の供給だけでは衛星形成は困難である、というものである。平成29年度は、さらに、この成果を踏まて新たな衛星形成モデルを力学的な側面から検討した。周惑星円盤の外であらかじめ大きく成長した天体を周惑星円盤が捕獲して「衛星の種」として利用する。そして、この「衛星の種」が周惑星円盤内を落下していくダストを集積する(惑星形成ではペブルアクリーションと呼ばれている)ことにより衛星へと急成長する可能性を考えた。結果、このモデルが木星の衛星の複数の特徴を同時に説明出来ることがわかった。この成果についても論文をすでに執筆中であり、国際科学誌に投稿する予定である。また、平成30年3月からスイス連邦のベルン大学にて同モデルの詳細な研究を始めた。
平成29年度は、さらに、ガス惑星周辺のガスとダストの振る舞いについての研究にも参加した。このガスとダストの振る舞いによって週惑星円盤へのダスト供給量が決定されるため重要である。
そして、探査機ロゼッタが探査した彗星(67P/Churyumov-Gerasimenko)の特徴の再現と、さらには初期太陽系内の惑星や衛星に水がもたらされた過程についての研究を、国内の研究者と共同で行った。この研究は、氷衛星の材料物質について議論する上で重要である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度までに、衛星の微小な材料物質(ダスト)が衛星形成の場である周惑星円盤内にどれほど流入するか、またそれらが微衛星に至るまで合体成長可能であるか、力学的な計算を用いて検証し、その結果を論文にまとめて国際科学しに投稿する予定であった。実際には、論文が投稿されたのは平成29年度となったが、その後すぐに受理された。また、研究計画通り、この研究成果について多くの学会や研究会にて発表した。
一方で、新たな衛星形成モデルの構築の検討段階で、当初の予想に反し、このモデルが木星の衛星の複数の化学的特徴を同時に説明てできることが明らかとなった。研究遂行上、モデルの妥当性を確かめることが不可欠であることから、衛星形成モデルの化学的妥当性の追加検証を実施する必要が生じた。また、追加検証の成果を論文へ盛り込むにあたり、衛星形成モデルに関する論文の執筆期間を延長した。
これらの進捗状況から、平成29年度までの研究はやや遅れていたと判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、まず平成29年度の研究成果である、木星の四つの巨大衛星の新たな形成モデルの構築について、論文化を行い、海外の査読付き専門誌に投稿する。このモデルは、最近惑星形成理論において検討されている「ペブルアクリーション」と呼ばれる理論を衛星形成に応用し、木星の四つの巨大衛星、イオ・エウロパ・ガニメデ・カリストの質量や軌道、さらにそれぞれの氷の量や衛星内部の分化の様子などの複数の特徴を、同時にかつ不自然でない条件で説明できるものである。
また、昨年度の3月から引き続き、日本学術振興会の若手研究者交流事業(スイス枠)という制度を利用して、スイス連邦のベルン大学で研究を行う。ベルン大学のチームが惑星形成過程の再現のために開発した、より厳密な数値計算モデルを衛星形成過程に応用し、新しい衛星形成モデルの検証を行う。
そして、これらの研究成果を、国内外の多くの研究会で発表する。
さらに、共同研究としてもいくつかの研究を二つ行う。一つは、衛星形成を議論する上で非常に重要な、ガスとダストの衛星形成領域への供給に関する研究である。もう一つは、私の研究対象である氷衛星の材料物質を議論する上で重要な、彗星(67P/Churyumov-Gerasimenko)とその氷成分に関する研究である。
|
