ガス巨大惑星の周りの単衛星系の形成

訳してみたらやっぱり「土星の衛星タイタンがひとりぼっちになった訳」だった。日課のarXiv翻訳に付き合えない方はリンク先を読んでください。以下、機械翻訳。
ガス巨大惑星の周りの単衛星系の形成
（2020年3月11日に提出）
衛星系の形成プロセスを説明するためにいくつかのメカニズムが提案されており、比較的大きな衛星は惑星状円盤で生まれると考えられています。単衛星システムを作成することは、複数衛星または無衛星システムよりも難しいことが知られています。私たちは、土星の周りのタイタンのような単一の大きな衛星でシステムを形成する方法を見つけることを目指しています。私たちは、惑星の円盤の性質に応じて方向と速度を変える衛星の軌道移動を調べます。温度構造の影響を考慮して散逸する惑星周囲の円盤をモデル化し、さまざまな惑星周辺の円盤の最終進化段階でのタイタン質量衛星の軌道進化を計算しました。また、最初に複数の衛星があったシステムのN体シミュレーションを実行して、単衛星のシステムが最後に残っているかどうかを確認しました。ダストの不透明度によって特徴付けられるディスク温度構造の半径方向の傾斜は、タイタン質量の衛星が内側への移動を止め、ディスク粘度の特定の範囲で外側にさえ移動する軌道のパッチを生成します。パッチは、最初は外側の軌道にある衛星が円盤にとどまるのを助けますが、内側の軌道にある衛星は惑星に落ちます。巨大惑星の周りに大きな衛星が1つしかないシステムが形成できることを初めて実証します。私たちのN体シミュレーションは、惑星形成円盤の外半径では衛星の形成が効率的ではなかったことを示唆しています。
キーワード。 惑星と衛星：形成–惑星と衛星：個人：タイタン–惑星と衛星：動的進化と安定性–惑星とディスクの相互作用–惑星と衛星：ガス惑星

図1.表面密度の決定方法の概略図。 CPD（惑星周辺円盤）の粘性の進化は、PPD（原始惑星系円盤）からの質量降下とバランスが取れています。


図2.α= 10-4の散逸CPD（惑星周辺円盤）の表面密度（上）と温度（下）構造の時間発展。 時間は、質量落下が終了してから測定されます。

土星の衛星タイタンがひとりぼっちになった訳

（クレジット：Fujii & Ogihara, A&A, 2020）

図４：衛星と惑星の距離（衛星の軌道半径）の時間変化のシミュレーションの一例．縦軸は惑星の半径を単位とした惑星からの距離，横軸は惑星を取り巻くガスが散逸し始めたときからの経過時間を表す．シミュレーション開始時に7つあったタイタンと同じ質量の衛星が，円盤状のガスの中を移動し，その軌道が時間とともに変化していく様子が見て取れる．ほとんどの衛星は惑星に飲み込まれてしまうが，一番外側に置かれた衛星がひとつだけガスが散逸しきるまで惑星に取り込まれずに生き残った．この天体が「安全地帯」に一時的に位置していた天体である（図3参照）．（クレジット：Fujii & Ogihara, A&A, 2020）

名古屋大学のサイト：土星の衛星タイタンがひとりぼっちになった訳