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2019 年度 実績報告書

巨大ガス惑星の衛星形成の標準モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H02065
研究機関東京工業大学

研究代表者

井田 茂  東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (60211736)

研究分担者 木村 淳  大阪大学, 理学研究科, 助教 (00536138)
谷川 享行  一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30422554)
奥住 聡  東京工業大学, 理学院, 准教授 (60704533)
佐々木 貴教  京都大学, 理学研究科, 助教 (70614064)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワード衛星形成 / 惑星形成
研究実績の概要

太陽系の木星や土星の衛星は、イオの火山、エウロパの内部海を示す地形、タイタンのメタイタンの湖、エンケラドスの水蒸気噴出など、多様な表面地形や生命存在可能性が興味を集めてきた。同じように形成されたはずの木星系と土星系では、衛星系全体の質量・軌道分布が全く異なる。木星や土星のような巨大ガス惑星の(少なくとも大型の)衛星は惑星形成時に一時的にできた惑星周円盤内で形成されたと考えられ、惑星自身はその円盤を通してガスを集積して成長するので、衛星は木星や土星の形成の鍵も握っているはずである。我々の目標は、形成各過程を徹底解析して論理的に組み上げることで、衛星形成の標準モデルを構築することである。
1. 惑星周円盤での微衛星形成: 惑星周円盤へのガス流入に付随してダストが流入できるのかどうかを詳細に調べた。原始惑星系円盤の乱流が強く、ダストが十分に小さくてガス抵抗が強く、惑星周円盤に流入するガスに十分に引っ張られるときのみダストも円盤に流入することが可能であることを明らかにした。
2. 土星系の衛星の潮汐軌道進化: 小型・中型の衛星は大質量リングの外側の縁で生まれ、土星からの潮汐の影響で衛星が次々と押し出されたとするモデルのもと、衛星とリングの重力相互作用について大規模N体シミュレーションを行った。衛星がリングに立てる波との相互作用で衛星の軌道が急速に拡大することで、衛星間の軌道共鳴にはまることなく、現在の土星衛星の軌道分布を再現できる可能性があることがわかった。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Observatorie de la Cote d'Zur(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Observatorie de la Cote d'Zur
  • [国際共同研究] University of Arizona(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Arizona
  • [雑誌論文] Planetesimal formation around the snow line2021

    • 著者名/発表者名
      Ida Shigeru、Guillot Tristan、Hyodo Ryuki、Okuzumi Satoshi、Youdin Andrew N.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 646 ページ: A13~A13

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202039705

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital evolution of Saturn’s satellites due to the interaction between the moons and the massive rings2020

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Ayano、Ida Shigeru、Ishigaki Yota
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 640 ページ: L15~L15

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038743

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uranian satellite formation by evolution of a water vapour disk generated by a giant impact2020

    • 著者名/発表者名
      Ida Shigeru、Ueta Shoji、Sasaki Takanori、Ishizawa Yuya
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 4 ページ: 880~885

    • DOI

      10.1038/s41550-020-1049-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-body Simulations of the Ring Formation Process around the Dwarf Planet Haumea2020

    • 著者名/発表者名
      Sumida Iori、Ishizawa Yuya、Hosono Natsuki、Sasaki Takanori
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 897 ページ: 21~21

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab93bb

    • 査読あり
  • [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 ページ: 98~98

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbc08

    • 査読あり
  • [学会発表] Stability of the subsurface ocean of Pluto2020

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Jun
    • 学会等名
      22nd EGU General Assembly
  • [備考] Mysteries of Uranus’ oddities

    • URL

      http://www.elsi.jp/en/news_events/highlights/2020/mysteries_of_uranus_oddities_explained

  • [備考] 大蒸発の果てに小さな衛星群が残る

    • URL

      http://www.elsi.jp/ja-JP/news_events/highlights/2020/mysteries_of_uranus_oddities_explained

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公開日: 2022-12-28  

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