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氷惑星の衛星系形成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K14787
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
研究機関大島商船高等専門学校 (2020-2022)
産業医科大学 (2019)

研究代表者

末次 竜  大島商船高等専門学校, 一般科目, 准教授 (40737334)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード惑星 / 衛星 / 小天体 / 微惑星 / 衛星形成 / 惑星形成 / 小惑星 / 惑星起源・進化 / 固体地球物理学
研究開始時の研究の概要

惑星の周りにある衛星は近年の惑星探査から非常に多様であることが明らかにされた。そのため、これらの衛星がどのようにして形成されたのか精力的に調べられている。しかし、これまでの研究の大半は、木星や土星などの地球質量よりも数百倍大きい巨大惑星の衛星が対象であり、地球質量の数十倍程度の質量の氷惑星(天王星や海王星など)の衛星系形成は不明な点が多く残っている。そこで本研究は最近の惑星形成シミュレーションによって得られた惑星周りのガスの流れをモデル化することで、衛星の材料となる固体物質の供給を調べ、天王星や海王星などの氷惑星の衛星系形成過程を明らかにする。

研究成果の概要

1. 惑星大気に捕獲された微惑星の一部は、大気が散逸した後でも惑星の周りを公転する。これらの一部は現在、氷惑星の周りにある不規則衛星になった可能性がある。2. 木星衛星ガニメデの表面にあるファロウ構造と呼ばれる地形は、かつて同心円状に全球的に存在していたことがわかった。また、その中心点に150km程度の天体が衝突することで形成された可能性がある。3. 巨大惑星へのガスおよびダスト供給過程の惑星質量への依存性を調べた。ヒル圏に対する周惑星円盤への質量降着率の比は、惑星質量に関わらず、一定であることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、天王星や海王星などの氷惑星の衛星形成過程を調べたが、系外惑星の質量は地球から氷惑星の間に分布しているものが多いことが知られている。そのため本研究から、太陽系外衛星をもちうる惑星の候補に対して制約を与えられることが期待される。
木星の衛星ガニメデは欧州宇宙機関(ESA)が推進し日本も参加する木星氷衛星探査計画(JUICE計画)の探査目標である。そのため、本研究の結果がこの探査により検証でき,木星の衛星系の形成と進化の解明が進むと期待される。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Delivery of Gas onto the Circumplanetary Disk of Giant Planets: Planetary-mass Dependence of the Source Region of Accreting Gas and Mass Accretion Rate2022

    • 著者名/発表者名
      Maeda Natsuho、Ohtsuki Keiji、Tanigawa Takayuki、Machida Masahiro N.、Suetsugu Ryo
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 935 号: 1 ページ: 56-56

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac7ddf

    • 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] Delivery of Pebbles from the Protoplanetary Disk into Circumplanetary Disks2020

    • 著者名/発表者名
      Homma Toru、Ohtsuki Keiji、Maeda Natsuho、Suetsugu Ryo、Machida Masahiro N.、Tanigawa Takayuki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 903 号: 2 ページ: 98-98

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbc08

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A global system of furrows on Ganymede indicative of their creation in a single impact event2020

    • 著者名/発表者名
      Hirata Naoyuki、Suetsugu Ryo、Ohtsuki Keiji
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 352 ページ: 113941-113941

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2020.113941

    • NAID

      120006886645

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 不規則衛星の起源2020

    • 著者名/発表者名
      末次竜
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 微惑星の衝突破壊: 物質強度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      末次竜、田中秀和、小林浩、玄田英典
    • 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] DEMによるイジェクタカーテン模様の解析2019

    • 著者名/発表者名
      末次竜、門野敏彦、荒川大、笠木祥喜、永山秀一、鈴木絢子、長谷川直
    • 学会等名
      惑星形成討論会2019夏
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値計算によるイジェクタカーテン模様の解析2019

    • 著者名/発表者名
      末次竜、門野敏彦、荒川大、笠木祥喜、永山秀一、鈴木絢子、長谷川直
    • 学会等名
      日本惑星科学会2019年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] LIGGGHTSによる衝突計算2019

    • 著者名/発表者名
      末次竜
    • 学会等名
      天体の衝突物理の解明 (XV) ~小惑星の表層進化~
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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