惑星形成と多様な銀河環境を考慮した彗星雲の起源と進化についての研究

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彗星雲とは太陽系を球殻状に取り囲む彗星の巣である。彗星雲は惑星にならなかった微惑星によって形成されたと考えられている。惑星領域に残存した微惑星は惑星の重力散乱により遠方に放出され、その後、銀河潮汐力や近傍を通過する巨大分子雲や恒星からの摂動で現在の彗星雲を構成するような軌道に進化した。著者らはこれまでに、彗星雲形成には銀河潮汐力以外の外力が不可欠であることを示した。これを受けて、恒星遭遇による微惑星軌道の進化について調べた。まず、理想的な恒星と太陽近傍の観測から見積もられる恒星をランダムに遭遇させ、その結果の微惑星の軌道進化を、衝撃近似法を用いて解析的に調べた。その結果、距離が大きな微惑星の場合、等方分布に達する前に特徴的な軌道傾斜角分布を持つようになるということなどがわかった。また、軌道要素の拡散に伴いエネルギーを得て星間空間に放出されてしまうため、恒星遭遇だけでもって等方分布を持つ彗星雲を形成することは不可能であることを示した。以上を踏まえ、銀河潮汐力と恒星遭遇の両方を考慮した計算を行った。その結果、微惑星の大半が恒星遭遇の影響で星間空間に脱出してしまう前に等方分布を達成できるパラメタ領域があることがわかった。また、長周期彗星の軌道傾斜角分布にわずかに見られる等方分布からのずれが本研究からの予想と矛盾しないことを示した。