衛星材料の組成進化と小天体反射特性から探る太陽系惑星軌道移動史

基于卫星物质成分演化和小天体反射特性探索太阳系行星轨道运动历史

基本信息

批准号：
22KJ2256
负责人：
前田夏穂
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2256/
关键词：
惑星形成衛星形成惑星科学巨大ガス惑星

项目摘要

惑星は、形成後に軌道移動をすると考えられているが、太陽系における惑星の形成場所や移動経路の詳細は不明である。本研究では、巨大惑星の形成場所や移動経路を制約する手がかりとして、巨大惑星まわりの衛星形成過程（研究A）と、小惑星帯－木星軌道間の小天体の反射特性とそこから推察される組成の混合過程（研究B）に着目している。研究Aに関しては、巨大惑星の衛星材料物質の組成進化を数値計算し、衛星材料に氷成分が保持される条件を調べることを目的としている。研究Bに関しては、すばる望遠鏡と広視野撮像カメラHyper-Suprime Cam（HSC）を用いて小惑星帯－木星軌道間の小天体の反射特性を調べ、過去に惑星移動に伴って生じたとされる小天体の混合過程に対して制約を与えることを目的としている。最終的に、これらの理論研究と観測研究の成果を踏まえ、それらを矛盾なく説明可能な惑星移動シナリオを構築することを目的としている。当該年度は、研究Aに注力して研究を進めた。周惑星円盤への衛星材料粒子供給過程の数値計算を行うためのコード開発の前段階として、（１）惑星まわりの数値流体計算を行い周惑星円盤へのガス降着の惑星質量依存性を詳細に調べた。また、（２）得られた周惑星円盤へのガスの流れを考慮して、固体粒子の周惑星円盤への供給過程の軌道計算を行い、周惑星円盤へのガス・微小粒子供給量とその惑星質量依存性を調べた。（１）の成果は査読付き欧文誌へ出版済みである。（２）の成果は現在査読付き欧文誌への投稿準備中である。

人们认为行星在形成后会沿着轨道移动，但行星在太阳系中形成的位置及其迁移路径的细节尚不清楚。在这项研究中，我们研究了巨行星周围的卫星形成过程（研究A）、小行星带与木星轨道之间小天体的反射特征以及从中推断出的成分，作为约束卫星形成地点和迁移路线的线索。重点是混合过程（研究 B）。研究A的目的是对巨行星卫星材料的成分演化进行数值计算，并研究卫星材料中冰成分的保留条件。关于研究B，我们使用斯巴鲁望远镜和宽视场成像相机Hyper-Suprime Cam（HSC）来研究小行星带和木星轨道之间小天体的反射特性，目的是对小行星带和木星轨道之间的小天体进行约束。混合过程。最终，基于这些理论和观测研究的结果，目标是构建一个可以毫无矛盾地解释它们的行星迁移情景。这一年，我们重点关注研究A。作为开发用于对向环行星盘提供卫星物质粒子的过程进行数值计算的代码的初步步骤，我们将（1）在行星周围进行数值流体计算，以详细确定气体吸积对环行星盘的依赖性我研究了行星的质量； (2) 考虑到所获得的气体向环行星盘的流动，我们计算了固体颗粒向环行星盘的供给过程的轨迹，并计算了向环行星盘供给的气体和微粒的量及其对行星质量的研究依赖性。 (1) 的结果已发表在同行评审的欧洲期刊上。 (2) 的结果目前正在准备提交给同行评审的欧洲期刊。