2020 Fiscal Year Research-status Report
多様な地球型惑星が持つ衛星系の起源・進化の統一的理解に向けた理論研究
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18K13600
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
兵頭 龍樹 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 国際トップヤングフェロー (20814693)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 衛星 / 微惑星 / 水星 / 衝突現象 / 惑星形成 / 原始惑星系円盤 / 小天体衝突 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究目的は、「多様な地球型惑星が持つ衛星系の起源・進化の統一的理解に向けた理論研究」である。惑星や衛星は、ガスとダストからなる原始惑星系円盤の中で形成と進化が起こる。本研究では、原始惑星系円盤の粘性進化と物質の動径移動を解く1次元の計算コード開発し、惑星や衛星の材料物質となる微惑星の形成過程に取り組んだ。今年度は、ガス円盤中でペブルがガス抵抗によって中心星方向に流れるプロセスを考え、ペブルがスノーラインに達した際に、スノーライン前後でどのように個体物質がたまり得るのかを調べた。本研究の結果、スノーラインの前後でダスト/ペブルが局所的に暴走的に濃集し、微惑星が形成されうる条件（その条件は、円盤乱流パラメーターと、ガスに対するペブルの質量フラックスで記述できる）を明らかにした。
また、月などの衛星には、その形成後にもコンスタントに小天体の衝突が発生している。小天体が衝突すると、衛星の一部が削られ(erosion)、また衝突天体物質の一部が衛星表面に集積する(accretion)。本研究では、高解像度の衝突数値計算を多数実行することで、このようなerosion/accretionを定量的に予測することが可能なスケーリング則を導いた。さらに、導いたスケーリング則を水星にも応用し、水星に小天体衝突が起こった場合に水星表面に与えられる影響(水星表面がどの程度削れるなど)も調べた。
本研究の結果は、5本の査読ありの国際学術誌に投稿し、出版されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の結果は、すばやく5本の査読ありの国際学術誌に投稿し、出版することができた。また、衛星の形成過程は惑星の形成過程と密接に関連しうる。本研究では、衛星形成のみならず、惑星形成過程にも応用が可能な結果を出すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請書に記載した衛星系形成過程のみに留まらず、惑星系形成過程にまで本研究の範囲を広げる。このような取り組みは、惑星周りの衛星系の形成は、主星周りの惑星系の形成のミニチュア版であるという観点から、衛星系の形成過程をより深く理解するために役立つ。
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