2020 Fiscal Year Research-status Report
高解像度シミュレーションを用いた周惑星円盤の形成・進化モデルの構築と衛星形成
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18K13604
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤井 悠里 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (40815164)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 衛星形成 / 周惑星円盤 / ガス惑星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
衛星形成、特にここでは比較的大きな衛星の形成の舞台は、原始惑星系円盤の中の小さな円盤、周惑星円盤であると考えられている。原始惑星系円盤とは、太陽のような恒星が生まれた際に、星にならずに周りに残ったガスが円盤状に回転している天体である。この原始惑星系円盤の中でガス惑星が生まれる際には、その惑星の周りにも回転するガスの円盤が生じる。これを周惑星円盤と呼ぶ。
本研究では、ガス惑星の周りの衛星の形成過程を明らかにすることを目的とし、衛星が生まれる環境である周惑星円盤の温度や面密度、そしてその時間進化について調べた。原始惑星系円盤からの質量流入が尽きると、周惑星円盤は次第に散逸していく。周惑星円盤の中で形成された衛星は、円盤のガスと角運動量をやりとりするために、その軌道の位置が時間と共に変化する。やがて、円盤の散逸とともにその面密度が十分小さくなると、それ以上円盤との角運動量のやりとりがなくなるために、衛星の軌道は移動しなくなる。よって、衛星系の構造の決定には、周惑星円盤の散逸過程が重要となる。
今年度は、徐々に原始惑星系円盤からの質量流入が減っていく場合の周惑星円盤の温度・面密度進化を計算し、その中で形成された衛星の軌道進化を調べた。そして、巨大衛星がタイタン１つのみの土星系と、４つの巨大衛星(ガリレオ衛星)を持つ木星系の形成過程の共通点と相違点について研究した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ガス惑星周りの巨大衛星の形成について研究を進め、衛星の最終的な軌道の決定に重要であると考えられている、周惑星円盤の進化の最終段階についてモデリングを行った。そして、円盤進化とその中で形成された衛星の軌道進化を同時に計算し、巨大衛星がタイタン１つのみの土星系と、４つのガリレオ衛星を持つ木星系について、その起源を理論的に説明するためのモデルを構築した。
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| Strategy for Future Research Activity |
周惑星円盤の形成および進化、そしてその中での衛星形成に関する一般的な理論の構築を目指す。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大防止のために、参加を予定していた研究会や学会がキャンセル・延期された。また、共同研究者との研究打合せを対面で行うことが憚られたため、そのための旅費を使用しなかった。これらに使用予定だった旅費は次年度の論文出版や研究会出席のために有効活用する予定である。
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