●土星の環を飾る「プロペラ」の謎を解明 国立天文台 (2011年05月10日)
国立天文台は、国立天文台の道越秀吾、小久保英一郎の研究チームが,重力多体問題専用計算機GRAPEシリーズの最新版であるGRAPE-DRを用いて大規模シミュレーションを行い、土星の環で見られるプロペラ構造の形成機構とその形成条件を世界で初めて明らかにしたと発表しました。
土星の環は1cm～10m程度の大きさの莫大な数の氷粒子でできていると考えられています。２００６年に土星探査機「カッシーニ」がその環に、長いしずくのような２つの模様からなる構造を発見しました。飛行機やヘリコプターのプロペラに似た構造で、典型的なものは数１００ｍから数ｋｍ程度の非常に小さなものです。
このプロペラ構造の形成機構の解明に向け研究が進められているなか、最も有力な説は「環の中に埋もれた小衛星によって作られる」というものです。
研究チームは、環や小惑星の特性を忠実に再現した大規模なコンピュータシミュレーションを行い、プロペラ構造の形成機構を調べたところ、中心にある小衛星の周囲にプロペラのような形をした穴ができました。これは環自信の重力によってできるウェイク構造と呼ばれるものです。
プロペラがつくられる条件を調べるためにさまざまなシミュレーションしたところ、周囲の環の質量が小さい場合はウェイク構造もプロペラ構造も形成されるが、周囲の環の質量が大きい場合はウェイク構造のみが見られプロペラ構造は形成されないことを発見しました。
ウェイク構造が表れるほどのシュミレーションには、大量の粒子データが必要で、これまでの計算機では困難でしたが、GRAPE-DRシステムによる1ヶ月におよぶ計算により、ウェイク構造が現れる実際の土星の環に近いと考えられる構造でのプロペラ構造形成条件を世界で初めて明らかにすることに成功しました。
今後はさらにシミュレーションを進めて、プロペラ構造の形や大きさと周囲の環の性質との関係を詳細に調べていくことを計画しています。将来は惑星の環の起源についての研究も行いたいとしています。
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投稿者 kksblog : 2011年05月10日 15:58
