土星の輪、誕生の謎を解明

神戸大学大学院理学研究科の兵頭龍樹研究員、大槻圭史教授、東京工業大学地球生命研究所の玄田英典特任准教授、パリ地球物理研究所/パリ・ディドゥロ大学のシャノーズ教授の研究グループは、コンピュータ・シミュレーションを用いた研究に基づき、土星リング形成に関する新たなモデルを発表しました。本研究の結果は他の巨大惑星にも適用でき、土星と天王星のリング組成の違いも説明可能です。この研究成果は10月6日に米国の国際学術雑誌 Icarus にオンライン掲載されました。

詳しくは神戸大学プレスリリース(2016年10月17日):土星の輪、誕生の謎を解明をご覧ください.



図:リングの形成過程の概念図。点線は、巨大惑星の重力が強く働き潮汐破壊が起こる臨界距離。(a)カイパーベルト天体が巨大惑星に近接遭遇をする際に、巨大惑星の潮汐力によって破壊される。(b)潮汐破壊によって破片の一部が巨大惑星まわりに捕獲される。(c)破片同士の衝突によって捕獲された破片は破砕され、軌道も徐々に円軌道に近づき、現在のリングが形成される(Hyodo, Charnoz, Ohtsuki, Genda 2016, Icarusの図を一部改変)

【論文】

掲載雑誌:Icarus
タイトル:Ring formation around giant planets by tidal disruption of a single passing large Kuiper belt object
著者:Ryuki Hyodo, Sébastien Charnoz, Keiji Ohtsuki, Hidenori Genda
DOI:10.1016/j.icarus.2016.09.012


【使用された計算機について】

本研究では国立天文台天文シミュレーションプロジェクト(Center for Computational Astrophysics:CfCA)が運用をする,重力多体問題専用計算機 GRAPE(GRAvity PipE) が計算の一部に使用されました.GRAPE は重力多体問題でもっとも計算量が大きい粒子間の重力相互作用を高速に計算するために開発された計算機です.本研究で用いられたのは GRAPE-DR とよばれる機種になります.GRAPE-DR の1台あたりのピーク性能は単精度で1.6Tflops,倍精度で0.8Tflopsです.高い性能を誇る一方で電力効率に優れ,GRAPE-DRを用いた国立天文台と東京大学のスーパーコンピュータシステムが2010年に電力効率世界一を達成しました.

【関連リンク】

神戸大学 大学院理学研究科 惑星学専攻 / 理学部 惑星学科
東京工業大学 地球生命研究所
パリ地球物理研究所
ディドゥロ大学