論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1601.07955
Hedman & Nicholson (2016)
The B-ring's surface mass density from hidden density waves: Less than meets the eye?
(隠れた密度波からの B環の表面質量密度：見えているよりも少ない？)

概要

土星の B環 (Bリング) は，太陽系の中でも最も濃い環である．しかし，合計質量を含む基本的なパラメータはあまり明らかにされていない．

土星の衛星との平均運動共鳴によって生成される渦状密度波 (spiral density wave) からは，環の質量密度への制限を付けることが出来る．しかし B環で渦状密度波を検出し定量的に評価するのは難しい．これは，B環のオパシティ (不透明度) が高いことと，細かいスケールの構造が多いことが原因である．

しかし，土星探査機カッシーニの Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) による，みなみじゅうじ座ガンマ星 (γ Crusis) の17回の掩蔽の wavelet-based analysis から，B環内の 5つの密度波を調べることが出来た．

この密度波のうち 2つは，土星の衛星ヤヌス (Janus) との 2:1 平均運動共鳴，同じく衛星のミマス (Mimas) との 5:2 の inner Lindblad resonance によって起こされており，それぞれ土星中心から 96427 km，101311 km の位置に存在する．
(Lindblad resonance = リンドブラッド共鳴)

Multi-wavelet analysis から，ヤヌスとの 2:1 共鳴による波動中に，予想外のパターン速度の変動が検出された．これはヤヌスの軌道の周期的な変動に起因するものと予想される．

他の 3つの密度波は，ヤヌスとの 3:2，エンセラダス (Enceladus) との 3:1，パンドラ (Pandora) との 3:2 の inner Lindblad resonance によるものであり，それぞれ土星の中心から 115959 km，115207 km，108546 km の位置にある．これらは直接見える波ではないが，平均の wavelets から検出することが出来る．

これらの 5つの密度波から，B環の質量密度は 40 - 140 g cm^-2 であると推定される．これは光学的深さで言うと ~ 1.5 からほぼ 5 程度である．この値から，B環の合計質量は，ミマスの質量の 1/3 - 2/3 程度であると考えられる．

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