論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1703.07917
Suetsugu & Ohtsuki (2017)
Distribution of captured planetesimals in circumplanetary gas disks and implications for accretion of regular satellites
(周惑星ガス円盤中の捕獲された微惑星の分布と規則衛星の降着への影響)

概要

巨大惑星の規則衛星 (regular satellite) は，周惑星円盤 (circumplanetary disk) 内の固体天体の降着によって形成される．

微惑星が太陽中心軌道を動いていて，なおかつ原始惑星系ガス円盤の流れとの結合が外れる程度に十分サイズが大きい場合は，周惑星円盤中でのガスの摩擦によって惑星の周りに捕獲され得る．ここでは，周惑星円盤中に捕獲された微惑星の分布について，軌道積分から研究を行った．

その結果，捕獲された微惑星の数は平衡状態に近付くことを発見した．この平衡は，微惑星がガス抵抗を受けて惑星に向かって落下していくことと，微惑星が継続して捕獲されることがバランスすることによって実現される平衡状態である．

また，逆行する微惑星は順行する微惑星よりも数が少ないという結果となった．これは，逆行する微惑星は強い向かい風を受けて惑星へ速く落下していくからである．


現在の規則衛星が存在する位置における，捕獲された微惑星の個数面密度は，ガス摩擦による捕獲によって大きく増加する．これは原始惑星系円盤中での微惑星の速度分散と，原始惑星系円盤に惑星によって開けられたギャップの幅に依存する．

単純なモデルを用いて，周惑星円盤中でのダストの面密度と，捕獲された微惑星の面密度の比を計算した．その結果，現在の規則衛星が存在する場所での固体物質は，微惑星の速度分散がいくらか小さく，また原始惑星系円盤に広いギャップが形成されていない場合は，捕獲された微惑星が支配的になることを発見した．
このような場合，その領域で捕獲された微惑星は相互衝突によって惑星に落下する前に成長でき，規則衛星の成長に寄与する可能性がある．

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