Investigating satellite formation around ice giants

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K14787
• Research Institution: National Institute of Technology(KOSEN), Oshima College
• Principal Investigator: 末次 竜 大島商船高等専門学校, 一般科目, 講師 (40737334)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 惑星 / 衛星 / 小天体

Outline of Annual Research Achievements

天王星などの氷惑星は分厚い大気を保持する。こうした大気を惑星近傍にある微惑星が通過すると大気からのガス抵抗により、微惑星はエネルギーを失い惑星重力に捕獲される。こうして捕獲された微惑星は、基本的に非常に短い時間で軌道が減衰し、惑星に落下することで惑星の成長に寄与する。一方、初年度の研究から惑星大気に捕獲された一部の微惑星は捕獲された後、すぐに惑星に落下し材料物質になるのではなく、ガス抵抗によりエネルギーを失いつつも、非常に長い間(惑星の公転周期の数百倍以上)、惑星の周りを公転し続ける軌道があることが明らかとなった。このように惑星の周りを長時間公転する捕獲軌道は、稀にしか起こらないため、惑星の成長への寄与はほぼ無いが、捕獲された微惑星の一部が生き残った場合、現在の捕獲が起源とされる衛星になった可能性がある。そこで今年度は惑星の大気による微惑星の捕獲過程の研究を初年度に引き続き行った。惑星大気も球対称構造で回転は考慮しないモデルを用いたが、今年度は次第に散逸させ捕獲された微惑星が生き残り得るのかを主に調べ以下の結果を得た。(1) 大気を惑星公転周期の数百倍～数千倍の時間をかけて散逸させたが、大気が散逸する場合においても捕獲された微惑星の一部は惑星へ落下せず生き残る。(2) 捕獲された微惑星の惑星周りの公転方向は順行でも逆行でも同数程度が生き残り、それらの軌道の離心率、軌道傾斜角は非常に大きい。(3) 現在、捕獲が起源とされる衛星は円軌道で惑星のごく近傍を公転しており、その位置において捕獲微惑星を公転させるにはごく短時間で大気を散逸させガス抵抗を弱める必要がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

所属機関におけるコロナ対策による業務の拡大

Strategy for Future Research Activity

本研究課題の期間中はコロナウィルスの拡大や、所属機関の異動により研究の遂行に遅れがでたため、一年間繰り越すことで研究課題を推進する。

Causes of Carryover

コロナにより予定していた出張等ができなかったため。また所属機関における業務に忙殺されていたため。