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原始太陽系星雲における氷ダストから氷天体への衝突成長に関する実験的研究

Research Project

Project/Area Number 10J07305
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Solid earth and planetary physics
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

嶌生 有理  名古屋大学, 環境学研究科, 特別研究員

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords氷微惑星 / 氷ダスト / 衝突実験 / 雪氷 / 氷天体 / 原始太陽系星雲 / 衝突破壊実験 / 高空隙率 / 雪 / 氷
Research Abstract

今年度は焼結した氷ダスト集合体の付着成長に関する研究を投稿論文としてまとめると同時に,これまでの研究成果をまとめて原始太陽系星雲における氷ダストから氷天体への衝突進化シナリオを構築し,学位論文として公表した.今年度の補助金は,主に英文校正費用と学会発表の旅費に当てられた.
氷ダスト集合体の衝突付着に関する研究では,昨年度までに行った空隙率44%,52%,60%,70%とした直径30mmの氷ダスト球同士の低速衝突実験の結果を投稿論文としてまとめ,海外雑誌に投稿誌受理された(1).本成果により,焼結した氷ダスト球は空隙率60%-70%以上,衝突速度4-10m/s以下で付着可能であることが明らかになった.また,同実験の高速度衝突の結果から,等サイズ衝突での衝突破壊強度は弾丸/標的質量比が約0.01の場合とほぼ一致するが,細かい破片量は増加することがわかった。また,重心系における破片速度分布は衝突点の接線方向で最大となり,空隙率70%では衝突速度の約1/3となることがわかった.
さらにこれまでの研究成果をまとめ,原始太陽系星雲における氷ダストから氷天体への衝突進化シナリオを考察した.その結果,μmサイズの氷ダストは付着成長によって10cm程度の氷ダスト玉まで秩序成長し,等サイズ衝突によって破壊と圧密破片の形成が起こり,一部の高空隙率氷ダスト玉が圧密破片を衝突貫入捕獲することでkmサイズ以上の氷微惑星へと暴走成長するというシナリオを構築しし,これを学位論文として発表した.

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2013 2012 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (20 results)

  • [Journal Article] Low-velocity collisions between centimeter-sized snowballs : Porosity dependence of coefficient of restitution for ice aggregates analogues in the Solar System2012

    • Author(s)
      Shimaki Y., Arakawa, M.
    • Journal Title

      Icarus

      Volume: 221 Issue: 1 Pages: 310-319

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2012.08.005

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental study on collisional disruption of highly porous icy bodies2012

    • Author(s)
      Shimaki, Y., Arakawa, M.
    • Journal Title

      Icarus

      Volume: 218 Issue: 2 Pages: 737-750

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2012.01.021

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact Experiments on Sintered Snowballs2011

    • Author(s)
      Y.Shimaki, M.Arakawa, M.Yasui
    • Journal Title

      Proceeding of the 12th International Conference on the Physics and Chemistry of Ice

      Pages: 379-386

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effect of porosity on the collisional disruption types and fragment velocity distribution of icy planetesimal2011

    • Author(s)
      Y.Shimaki, M.Arakawa, M.Yasui
    • Journal Title

      Proceeding of the 43^<rd> ISAS Lunar and Planetary Symposium

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental study on collisional growth of icy dust bodies2013

    • Author(s)
      嶌生有理
    • Organizer
      原始惑星系円盤の進化と惑星系形成に関する研究会
    • Place of Presentation
      白馬ロイヤルホテル(長野)
    • Year and Date
      2013-02-21
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  • [Presentation] 原始太陽系星雲における氷ダスト天体の衝突進化に関する実験的研究2012

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      嶌生有理
    • Organizer
      惑星系の起源と進化に関する研究会
    • Place of Presentation
      かんぽの宿鳥羽(三重)
    • Year and Date
      2012-11-30
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  • [Presentation] 原始太陽系星雲における氷ダスト天体の衝突進化に関する実験的研究2012

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      嶌生有理
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      天体の衝突物理の解明(VIII)
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      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2012-11-20
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      嶌生有理
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      日本惑星科学会2012年度秋季講演会
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      神戸大学統合研究拠点(兵庫)
    • Year and Date
      2012-10-25
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      嶌生有理
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      日本地球惑星科学連合2012年大会
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      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2012-05-21
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental study on collisional sticking of isometric sintered porous ice spheres2012

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      嶌生有理
    • Organizer
      5th Asteroids, Comets, Meteors 2012
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2012-05-17
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  • [Presentation] Experimental study on collisional sticking of isometric porous ice dustspheres2012

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      嶌生有理
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      MISASA IV Solar System Exploration and New Geosciences-Perspective for the Next Decade-
    • Place of Presentation
      倉吉未来中心(鳥取)
    • Year and Date
      2012-02-25
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  • [Presentation] 等質量氷ダスト球の衝突付着に関する実験的研究2011

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      嶌生有理
    • Organizer
      惑星系の起源と進化に関する研究会
    • Place of Presentation
      シーパル須磨(兵庫)
    • Year and Date
      2011-11-22
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 等質量氷ダスト球の衝突付着に関する実験的研究2011

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      嶌生有理
    • Organizer
      天体の衝突物理の解明(VII)~巨大天体衝突過程とその影響~
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2011-11-19
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  • [Presentation] 等質量氷ダスト球の衝突付着に関する実験的研究2011

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      嶌生有理
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      日本惑星科学会2011年秋季講演会
    • Place of Presentation
      相模女子大(神奈川)
    • Year and Date
      2011-10-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 新鮮クレーター計上に関する統計研究:海と高地の違い2011

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      嶌生有理
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      日本惑星科学会2011年秋季講演会
    • Place of Presentation
      相模女子大(神奈川)
    • Year and Date
      2011-10-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental study on the collisional process of icy planetesimals2011

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      嶌生有理
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society 8th Annual Meeting 2011
    • Place of Presentation
      台北国際会議場(台湾)
    • Year and Date
      2011-08-10
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 焼結した雪球同士の衝突貫入と付着に関する実験的研究2011

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      嶌生有理
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2011-05-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 高空隙率氷微惑星の衝突破壊に関する実験的研究2010

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      嶌生有理
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      惑星系の起源と進化に関する研究会
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      国民宿舎豊公荘(滋賀)
    • Year and Date
      2010-11-12
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  • [Presentation] 超高空隙率雪試料の引張強度2010

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      嶌生有理
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      天体の衝突物理の解明(VI)~衝突と物質科学~
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      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2010-11-04
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  • [Presentation] 氷微惑星の衝突破壊様式と破片速度分布に対する空隙率の効果2010

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      日本惑星科学会2010年秋季講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Year and Date
      2010-10-06
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  • [Presentation] Impact experiment on sintered snowballs2010

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      嶌生有理
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      12^<th> International Conference on the Physics and Chemistry of Ice
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2010-09-07
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  • [Presentation] 氷微惑星の衝突破壊様式と破片速度分布に対する空隙率の効果2010

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      嶌生有理
    • Organizer
      第43回月・惑星シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙科学研究所(神奈川)
    • Year and Date
      2010-08-05
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  • [Presentation] Experimental study on the collisional disruption of sintered snowball with various porosities2010

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      嶌生有理
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      2010 Western Pacific Geophysics Meeting
    • Place of Presentation
      台北国際会議場(台湾)
    • Year and Date
      2010-06-23
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  • [Presentation] 熱進化する氷微惑星の衝突再集積過程に関する実験的研究2010

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      嶌生有理
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      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2010-05-25
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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