| 研究課題/領域番号 |
17K14378
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| 研究機関 | 京都女子大学 |
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研究代表者 |
道越 秀吾 京都女子大学, 現代社会学部, 助教 (60572229)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 太陽系 / 小惑星 / リング / 数値シミュレーション |
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| 研究実績の概要 |
2014年に土星と天王星の間の軌道を周回する小惑星カリクロの周囲に，二重リング構造の存在が確認された．惑星以外では初めて確認されたリング構造である．本研究の目的は，大規模数値シミュレーションを用いて，小惑星リング構造や維持機構，形成過程を明らかにすることである．前年度までの研究で，二重リングの大規模N体シミュレーションを行い，自己重力ウェイクという複雑な微細構造が生じることを明らかにしている．一般にこの構造が存在する場合，一様なリングに比べて，リング拡散が飛躍的に早まる．その拡散が進行する時間尺度は，想定されるリング年齢に比べて十分に早い．そのため，未発見の衛星が存在し，リング拡散が抑えられている可能性があることを指摘した．また，このリングは二重リングとなっており空隙で隔てられているが，その理由も明らかではない．これは，衛星との相互作用によって生じている可能性がある．そこで，これらの点を調べるために，衛星とリングの相互作用の力学過程を調べるためのシミュレーションコードの開発を行い，いくつかの例において，シミュレーションの試行を行った．今年度は衛星とリングの相互作用の素過程を調べるために，リンドブラッド共鳴の数値シミュレーションを行った．共鳴によって，間隙などの構造が形成される条件は概ね解析理論に沿うものであった．しかし，粒子の自己重力を考慮した場合では，共鳴軌道の近傍で，理論では想定されていなかったような複雑な構造を形成することがわかった．
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| 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
平成３０年度以降の計画は，リング近傍の衛星の効果の検討である．平成３０年度は，衛星・リング相互作用に関する研究に着手し，シミュレーションコードの開発を行いシミュレーションの試行を行った．最終的な結果はまだ得られていないが，現在研究は進行中である．これらは，当初予定していた計画に沿うものであり，順調に進展していると言える．
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究により，リングが分裂しないための条件が得られた．しかし，分裂しない場合でも，自己重力ウェイク構造という複雑な微細構造が生じ，リング拡散が飛躍的に早まることが分かった．リングの年齢は形成論的な観点から１００万年以上であることが推測される．一方で，自己重力ウェイク構造によって数１００年程度の時間で拡散するため，リング年齢と矛盾が生じる．そのため，何らかの効果によって，リング拡散が抑えられていると考えられる．その候補の１つはリング近傍の未発見の衛星である．衛星による拡散の抑制については，理論研究が行われているものの，数値シミュレーションによる研究が行われていない．またこのリング構造は二重リングであり，空隙で隔てられているが，その起源もわかっていない．これは衛星からの作用によって生じている可能性がある．そこで，衛星とリングの相互作用の数値シミュレーションを行い，拡散を抑制する効果の確認と二重リングになった起源を調べる．前年度にシミュレーションコードの開発を完了しているため，今年度は具体的な設定でシミュレーションを行いこれらの問題を調べる予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初計画では，ファイルサーバ及び解析サーバを年度内に導入する予定であった．しかし，実際は，シミュレーションの試行段階であったため，ファイルサーバや解析サーバが必要な状況ではなかった．そのため，年度中にサーバ群を導入しなかったため，繰越金が生じた．次年度では，本格的な数値シミュレーションを実施し，その結果の解析のためのサーバおよびデータ保管用のファイルサーバを導入する予定である．
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