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2016 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 吉田 二美  国立天文台, 国際連携室, 専門研究職員 (20399306)
高遠 徳尚  国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (50261152)
末次 竜  産業医科大学, 医学部, 助教 (40737334)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード衛星 / リング
研究実績の概要

太陽の周りを公転する微惑星が周惑星ガス円盤からのガス抵抗を受けて捕獲される過程について軌道計算を用いて調べた。まず、捕獲された微惑星が惑星の周囲でどのような軌道進化をたどるかを、詳しく調べた。その結果、捕獲される微惑星の惑星周囲での軌道長半径は惑星重力半径の3分の1程度以下となること、逆行方向に捕獲されたものは短時間で惑星に落ちること、順行逆行とも惑星周りで長時間周回しうる軌道があること、等を明らかにした。次に、このような捕獲過程に基づき巨大惑星の不規則衛星の起源について調べた。その結果、微惑星が捕獲され衛星として生き残るためには、周惑星円盤ガス密度が十分高く、円盤散逸時間が短いことが望ましいこと、巨大惑星の不規則衛星の軌道要素分布はこの捕獲過程だけで説明することは困難で、いくつかの過程が複合したものと考えられること、等を明らかにした。またケンタウルス天体の環および惑星の環の起源に関する研究を行った。惑星の環については、惑星に接近した氷小天体が潮汐力により破壊される過程をシミュレーションにより調べ、表層部分が惑星重力圏に捕獲されてリングを形成しうること、このメカニズムにより土星と天王星のリング組成の違いも説明可能であること、等を明らかにした。ケンタウルス族小天体についても同様の手法により調べ、惑星への接近により潮汐力で部分破壊を受けた小天体が、自分の周りにばら撒かれた破片からなる環を持ちうることを示した。これらはいずれも査読付き雑誌に投稿し、論文として掲載された。

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、その成果は学術論文として公表している。特に、ケンタウルス族天体の環の起源に関する論文、および土星の環の起源に関する論文については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

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Université Paris Diderot(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Université Paris Diderot
  • [雑誌論文] Ring formation around giant planets by tidal disruption of a single passing large Kuiper belt object2017

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Ryuki, Charnoz Sebastien, Ohtsuki Keiji, Genda Hidenori
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 282 ページ: 195~213

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.icarus.2016.09.012

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Capture of planetesimals by waning circumplanetary disks2016

    • 著者名/発表者名
      Suetsugu, Ryo, Keiji Ohtsuki
    • 雑誌名

      Astrophys. J.

      巻: 820 ページ: 128

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/0004-637X/820/2/128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital characteristics of planetesimals captured by circumplanetry gas disks2016

    • 著者名/発表者名
      Suetsugu Ryo, Ohtsuki Keiji, Fujita Tetsuya
    • 雑誌名

      Astron. J.

      巻: 151 ページ: 140

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/0004-6256/151/6/140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Centaurs' rings through their partial tidal disruption during planetary encounters2016

    • 著者名/発表者名
      Hyodo, R., S. Charnoz, H. Genda, K. Ohtsuki
    • 雑誌名

      Astrophys. J. Lett.

      巻: 828 ページ: L8

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/2041-8205/828/1/L8

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 捕獲された微惑星の周惑星円盤内での分布2017

    • 著者名/発表者名
      末次 竜; 大槻 圭史
    • 学会等名
      日本天文学会2017年春季年会
  • [学会発表] Dynamical constraints on the mass of the largest body captured in Jupiter’s Trojan swarm2016

    • 著者名/発表者名
      大槻圭史
    • 学会等名
      JUPITER TROJAN 2016
    • 国際学会
  • [学会発表] Migration of Small Solid Bodies in Circumplanetary Gas Disks2016

    • 著者名/発表者名
      Keiji Ohtsuki; Shumpei Shimizu; Hiroshi Kawamura; Ryo Suetsugu
    • 学会等名
      Goldschmidt 2016
    • 国際学会
  • [学会発表] Orbital evolution of solid bodies in circumplanetary gas disks2016

    • 著者名/発表者名
      大槻 圭史; 清水 俊平; 川村 浩司; 末次 竜
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
  • [学会発表] 周惑星ガス円盤中での微惑星軌道進化2016

    • 著者名/発表者名
      川村 浩司; 大槻 圭史; 末次 竜
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
  • [学会発表] ガス抵抗による微惑星捕獲2016

    • 著者名/発表者名
      末次 竜; 大槻 圭史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
  • [学会発表] 多様な巨大惑星リングの形成過程について2016

    • 著者名/発表者名
      兵頭 龍樹; Sebastien Charnoz; 大槻 圭史; 玄田英典
    • 学会等名
      日本惑星科学会2016秋季大会
  • [学会発表] 捕獲された固体物質の周惑星円盤内での分布2016

    • 著者名/発表者名
      末次 竜; 大槻 圭史
    • 学会等名
      日本惑星科学会2016秋季大会
  • [学会発表] すばる Hyper Suprime-Cam による木星トロヤ群サーベイ (2) サイズ頻度分布2016

    • 著者名/発表者名
      吉田二美
    • 学会等名
      日本天文学会2016年秋季年会

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公開日: 2018-12-17  

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