| 研究課題/領域番号 |
12640405
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体地球物理学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
中澤 清 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10025455)
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| 研究分担者 |
榎森 啓元 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30262257)
井田 茂 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60211736)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| キーワード | 月の起源 / 巨大衝突 / 重力多体系 / SPH流体 / 衛星 |
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| 研究概要 |
火星規模の原始惑星が地球に衝突し、その破片が集まって月を形成したとする「巨大衝突説」は現在最も多くの研究者の支持を集める月形成モデルである。本研究ではこの巨大衝突による月形成過程を、巨大衝突による周地球円盤の形成と周地球円盤からの月形成との2つに分けて各々の研究を2年間に渡って行なった。
周地球円盤からの月形成に関しては、円盤内に生ずる渦状の密度波が強い非軸対称重力場を形成し、円盤内部の岩石破片を地球近傍からロッシュ半径の外側へ輸送することが重力多体数値計算の結果分かった。この質量輸送が月形成の最も重要な素過程である。また、質量輸送を担う渦状密度波が円盤の自己重力不安定性から生じるため、この質量輸送過程の効率は円盤の初期質量に依存する。その結果、初期の円盤が軽いと小さな衛星が多数存在する衛星系を作り、重い円盤からは大きな衛星が1つ形成されることが分かった。現在地球が1つの月を持っていることは、過去存在した周地球円盤の質量が3倍の月質量より重かったことを示している。
巨大衝突は月の起源の候補であると同時に、惑星形成過程においては必然的普遍的に起こっていた原始惑星同士の衝突現象である。本研究では月形成過程のみに対象を限定せず、幅広いパラメーターの下で惑星同士の衝突現象を解析し、その物理的性質の理解と理論化に取り組んだ。その結果巨大衝突によって衝突した原始惑星は大変形を受けるが、自己重力によって再び、しかも速やかに一つの惑星に戻ることが分かった。同時にこの惑星が再び地球に衝突しない楕円軌道に乗っている場合が、多くのパラメーターで確認できた。このことは巨大衝突が衛星の捕獲に近い働きをすることを示している
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