2003 Fiscal Year Annual Research Report
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03J03136
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
樋口 有理可 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 彗星雲 / 彗星 / 惑星系形成 |
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| Research Abstract |
オールト雲などの彗星雲の起源を解明すべく、微惑星の軌道進化を、数値計算を用いて調べた。オールト雲とは太陽系を球殻状に取り囲む彗星の巣である。彗星は惑星の原材料となった微惑星の生き残りであると考えられており、惑星系の起原と進化を解明するためにも、オールト雲形成の解明は重要である。
オールト雲は以下のように形成されたと考えられている。
(1)ダストから微惑星が形成される。
(2)微惑星は惑星の重力摂動を受け、遠日点が大きな楕円軌道に進化する。
(3)微惑星は銀河系ポテンシャルなどの外力により、惑星の摂動を受けない軌道に進化し、同時に軌道傾斜角がランダム化され球殻状に分布する。
このオールト雲形成シナリオの第2段階にあたる、惑星による微惑星の散乱過程を、円制限三体問題として扱い数値計算を行った。強い惑星摂動を受けた微惑星の運命には、楕円軌道を保ち続ける以外に、惑星への衝突、中心星への落下、惑星系外への脱出(離心率が1を越えるもの。これを離心率の進化の目安とする)が考えられる。微惑星の1ケプラー周期あたりにこれらの起きる確率を数値計算を用いて得た。また、単位時間・単位面密度あたりに惑星に衝突・系外に脱出する微惑星の個数の期待値を衝突・脱出効率と定義した。そして先に数値計算で求めた確率と林モデルの微惑星個数密度分布を使って効率を算出した。定性的には離心率が大きくなると衝突効率は下がり、脱出効率は上がる。軌道傾斜角が大きくなると衝突効率、脱出効率ともに下がる。惑星軌道長半径が大きくなると衝突効率、脱出効率ともに下がる。惑星質量が大きくなると衝突効率、脱出効率ともに上がる。
これら数値計算の結果のパラメータ依存を調べることより、解析的表式を導出した。またこの解析的表示を使って、太陽系や系外惑星系の惑星による微惑星の散乱の結果について議論した。
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