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2015 年度 実績報告書

太陽系における衛星系の特徴と多様性の起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H03716
研究機関神戸大学

研究代表者

大槻 圭史  神戸大学, 理学研究科, 教授 (00250910)

研究分担者 末次 竜  神戸大学, 自然科学系先端融合研究環, 特命助教 (40737334)
高遠 徳尚  国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (50261152)
吉田 二美  国立天文台, 国際連携室, 専門研究職員 (20399306)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード土星リング / 衛星形成
研究実績の概要

今年度は、土星のFリングと羊飼い衛星の起源に関する研究を進め、論文を発表した。土星のFリングは1979年に探査機パイオニア11号により発見された細いリングで、二つの羊飼衛星を持っている。Fリングと羊飼衛星はその後、探査機ボイジャーおよびカッシーニなどにより詳細に観測され構造等が調べられてきたが、その起源は明らかになっていなかった。一方、最近の衛星形成理論によると、かつて現在のリングより総質量の大きな粒子円盤が惑星の周りにあり、巨大惑星近傍の衛星はそこから拡散した粒子が集まって形成されたと考えられている。この場合、衛星形成過程の最終段階において、小さな衛星が主要リング外縁付近に複数形成され、お互いに近い軌道を持つという状況が起こることが、我々の最近の研究より明らかになっている(Hyodo, Ohtsuki, Takeda 2015)。また探査機カッシーニによる観測から、主要リング外縁付近にある小衛星は均質ではなく、密度の高い核を持つことが示唆されている。そこで本研究では、密度の高い核を持つ小衛星同士が衝突する過程について、衛星を小粒子の集合体として表し数値シミュレーションを用いて調べた。その結果、小衛星は部分的に破壊されるが核は生き残り、Fリングと羊飼衛星と似た系が形成されることを明らかにした。この結果より、Fリングとその羊飼衛星は、土星衛星系の形成過程の最終段階で、自然な副産物として形成されたことが示唆される。本研究の結果は雑誌Nature Geoscienceに投稿、掲載された。他に、巨大惑星の周りのガス円盤による衛星材料物質捕獲および捕獲後の軌道進化に関する研究を進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

複数の研究課題に関して順調に進行しており、投稿論文も出版している。特に、土星Fリングの起源に関する論文(Hyodo & Ohtsuki 2015, Nature Geoscience)は、同リングの起源を世界で初めて明らかにしたものであり、国内外のメディアでも多数報道された。

今後の研究の推進方策

引き続き、複数の研究課題に関して研究および論文執筆を進める。また、分担者が実施している地上望遠鏡による小天体の観測的研究との関連性に関する研究も進める。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Saturn's F ring and shepherd satellites a natural outcome of satellite system formation2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuki Hyodo, Keiji Ohtsuki
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 8 ページ: 686-689

    • DOI

      10.1038/ngeo2508

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Capture of planetesimals by gas drag2016

    • 著者名/発表者名
      末次竜
    • 学会等名
      Phobos, Deimos, and Mars Workshop
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-02-15 – 2016-02-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational Influence of a Large Captured Body on the Stability of Jupiter's Trojan Asteroids2015

    • 著者名/発表者名
      大槻圭史
    • 学会等名
      47th DPS meeting
    • 発表場所
      米国バージニア州
    • 年月日
      2015-11-08 – 2015-11-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Physics of Tidal Disruption of Big Objects at the Close Encounter to Saturn2015

    • 著者名/発表者名
      兵頭龍樹
    • 学会等名
      47th DPS meeting
    • 発表場所
      米国バージニア州
    • 年月日
      2015-11-08 – 2015-11-14
    • 国際学会
  • [学会発表] ガス抵抗による微惑星の捕獲と軌道進化2015

    • 著者名/発表者名
      末次竜
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
  • [学会発表] 捕獲された固体物質の周惑星円盤内での分布2015

    • 著者名/発表者名
      末次竜
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
  • [学会発表] 微惑星の土星近接遭遇による潮汐破壊:潮汐破壊過程の物理と土星リングの形成可能性2015

    • 著者名/発表者名
      兵頭龍樹
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
  • [学会発表] 土星Fリング-羊飼い衛星系の起源:土星メインリング拡散による衛星-リング系の形成2015

    • 著者名/発表者名
      兵頭龍樹
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
  • [学会発表] 周惑星円盤の散逸過程を考慮した微惑星の捕獲過程2015

    • 著者名/発表者名
      末次竜
    • 学会等名
      日本天文学会秋季講演会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [学会発表] 捕獲された固体物質の周惑星円盤内での分布2015

    • 著者名/発表者名
      末次竜
    • 学会等名
      日本天文学会秋季講演会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [学会発表] 捕獲されたトロヤ群小惑星の力学進化2015

    • 著者名/発表者名
      大槻圭史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28

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公開日: 2018-01-16  

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