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高解像度シミュレーションを用いた周惑星円盤の形成・進化モデルの構築と衛星形成

研究課題

研究課題/領域番号 18K13604
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関京都大学 (2020-2022)
名古屋大学 (2018-2019)

研究代表者

藤井 悠里  京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (40815164)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード衛星形成 / 周惑星円盤 / ガス惑星 / 輻射流体力学シミュレーション / 数値流体力学シミュレーション
研究成果の概要

惑星は原始惑星系円盤の中で誕生し、木星のような巨大ガス惑星が生まれる際には、惑星の周りに回転しながら円盤状に集積するガスによって周惑星円盤が形成される。周惑星円盤は衛星形成の場であると考えられており、周惑星円盤の構造はその中で形成される衛星を特徴付ける重要な要素である。
本研究では、その進化の最終段階である散逸中の周惑星円盤をモデル化し、その中で形成された衛星の軌道進化を調べた。形成当初の木星および土星の内部構造を計算し、それぞれが持つ磁場の強さによって、円盤の進化が異なることを明らかにした。そして、長年の謎であった、木星と土星の衛星系の構造の違いを説明するシナリオを構築することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

衛星系の力学構造は、衛星の起源を理解する上で非常に重要であることはもちろん、惑星系の多様性の理解にも役立つトピックである。これまでに多種多様な惑星系が発見されているが、それらは遠くにあるため、その起源を明らかにするのは容易ではない。近傍の惑星系は太陽系のみであるが、衛星系は太陽系内においても複数存在する。本研究で構築した木星と土星の衛星系の起源に関する理論を足掛かりとして、他の衛星系や岩石惑星系の理解に貢献することができる。
また、太陽系の天体は専門家以外の方々にも馴染みがあり、アウトリーチの題材としても意義深い。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 14件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] AIP(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] AIP(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] AIP(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The Niels Bohr Institute(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cosmic-Ray Ionization Rate in Protoplanetary Disks with Sheared Magnetic Fields2022

    • 著者名/発表者名
      Fujii Yuri I.、Kimura Shigeo S.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 937 号: 2 ページ: L37-L37

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac86c2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of single-moon systems around gas giants2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii Yuri I.、Ogihara Masahiro
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 635 ページ: L4-L4

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201937192

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gas flow into the vicinity of gas giants and formation of circumplanetary disks2019

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Kengo Tomida, Udo Ziegler
    • 雑誌名

      EPSC-DPS Joint Meeting 2019

      巻: 13 ページ: 1408-1408

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Formation of Dynamically Distinct Satellite Systems of Jupiter and Saturn2023

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Masahiro Ogihara, Yasunori Hori
    • 学会等名
      82th Fujihara Seminar: To Expand Our Knowledge About the Solar System Through Future Exploration Missions
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of a single large moon around a gas giant: Saturn-Titan system2022

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Masahiro Ogihara, Yasunori Hori
    • 学会等名
      Europlanet Science Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガス惑星周りの巨大衛星の形成2022

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里
    • 学会等名
      形成中の惑星およびその兆候のALMA観測に向けた勉強会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Formation of satellite systems around Jupiter and Saturn2021

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里
    • 学会等名
      理論天文学ミニワークショップ 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ガス惑星の磁場強度の違いによる周惑星円盤構造と衛星系の軌道2021

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] On the formation scenario of giant-moon systems2021

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, and Masahiro Ogihara
    • 学会等名
      Circumplanetary Disks and Satellite Formation II
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 周惑星円盤の進化と衛星軌道2021

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, 荻原正博
    • 学会等名
      第22回惑星圏研究会 (SPS2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 周惑星円盤の散逸と衛星系の軌道進化2021

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, 荻原正博
    • 学会等名
      第8回衛星系研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A Possible Scenario of Configuring Saturn-Titan System2020

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii and Masahiro Ogihara
    • 学会等名
      COSPAR-2021-Hybrid
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Potential Scenario the Formation of Saturn-Titan System2020

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii and Masahiro Ogihara
    • 学会等名
      Division for Planetary Sciences of the American Astronomical Society 52nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Possible Formation Scenario of Saturn-Titan System2020

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii and Masahiro Ogihara
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union - American Geophysical Union Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 散逸中の周惑星円盤における衛星系の形成について2020

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, 荻原正博
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 周土星ガス円盤における単一巨大衛星系の形成2020

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, 荻原正博
    • 学会等名
      第7回衛星系研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Gas Flow into the Vicinity of Gas Giants and Formation of Circumplanetary Disks2019

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Kengo Tomida, and Udo Zieglar,
    • 学会等名
      EPSC-DPS joint meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Early-phase Simulations of Circumplanetary Disk Formation2019

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Kengo Tomida, and Udo Zieglar
    • 学会等名
      Extreme Solar Systems IV
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation Hydrodynamic Simulation of the Formation of Circumplanetary Disks2019

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Kengo Tomida, and Udo Zieglar
    • 学会等名
      Zooming in on Star Formation
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 周惑星円盤における単一衛星系の形成について2019

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, 荻原正博
    • 学会等名
      32回理論懇シンポジウム「天文学・宇宙物理学の変遷と新時代の幕開」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 周惑星円盤起源の単一衛星を持った衛星系の形成について2019

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, 荻原正博
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 周惑星円盤の形成に関する輻射流体力学シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, Oliver Gressel, 富田賢吾, Udo Ziegler
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ガス惑星近傍へのガスの流入と周惑星円盤の形成について2019

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, Oliver Gressel, 富田賢吾, Udo Ziegler
    • 学会等名
      日本天文学会 2019 年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On the Gas Flow into the Viciinity of Gas Giants and the Temperature Structure of Circumplanetary Disks2019

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Kengo Tomida, and Udo Zieglar
    • 学会等名
      The 20th Symposium on Planetary Science 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RHD Simulations of Formation of Circumlanetary Disks2018

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Udo Zieglar
    • 学会等名
      Copenhagen-Lund Disk Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the gas flow to the vicinity of gas giants and the temperature structure of the system2018

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Kengo Tomida, and Udo Zieglar
    • 学会等名
      Japanese-German meeting on Exoplanets and Planet Formation 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation Hydrodynamic Simulations of the Gas Flow into the vicinity of gas giants2018

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Kengo Tomida, and Udo Zieglar
    • 学会等名
      The 8th East Asian Numerical Astrophysics Meeting (EANAM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation Hydrodynamic Simulations of the Formation of Circumplanetary Disks2018

    • 著者名/発表者名
      Yuri I. Fujii, Oliver Gressel, Kengo Tomida, and Udo Zieglar
    • 学会等名
      Frejus meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 輻射流体力学シミュレーションを用いた周惑星円盤の形成について2018

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, Oliver Gressel, Udo Zieglar
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 周惑星円盤の形成に関する輻射流体力学シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, Oliver Gressel, Udo Zieglar
    • 学会等名
      第6回衛星系研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 周惑星円盤の形成とその構造について2018

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, Oliver Gressel, 富田賢吾, Udo Zieglar,
    • 学会等名
      新学術領域研究「新しい星形成理論によるパラダイムシフト:銀河系におけるハビタブル惑星開拓史の解明」キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ガス惑星近傍へのガスの流れと温度構造2018

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, Oliver Gressel, 富田賢吾, Udo Zieglar,
    • 学会等名
      日本惑星科学会惑星科学会2018年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 周惑星円盤の形成についての輻射流体力学シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      藤井悠里, Oliver Gressel, 富田賢吾, Udo Zieglar,
    • 学会等名
      第31回理論懇シンポジウム「宇宙物理の標準理論:未来へむけての再考」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Safety Zone Saves Giant Moons from Fatal Plunge

    • URL

      http://en.nagoya-u.ac.jp/research/activities/news/2020/03/safety-zone-saves-giant-moons-from-fatal-plunge.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 土星の衛星タイタンがひとりぼっちになった訳

    • URL

      http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20190309_sci1.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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