| Project/Area Number |
19H01951
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桂木 洋光 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (30346853)
諸田 智克 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (30415898)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 小惑星 / 微惑星 / 粉体 / 回転変形 / 惑星探査 / 高速回転装置 / 遠心力 / コマ型形状 / 小惑星探査 / 小惑星リュウグウ / ラブルパイル天体 / 高速自転天体 / 太陽系形成論 / 高速度回転装置 |
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| Outline of Research at the Start |
惑星の材料となった微惑星の力学的性質を知るには、小惑星探査の情報が非常に重要で
ある。特徴的なコマ型形状をした小惑星リュウグウおよびBennuのはやぶさ2およびOSIRIS-RExによる表面画像から、形状・地形の形成・進化過程と岩塊（boulders）の分布・移動を可能な限り読み出す。かつての天体の高速自転によって、このコマ型形状と岩塊の一様かつ高密度な分布が作られるかを室内粉体実験と計算機シミュレーションから明らかにする。また、自転周期が長くなった後のコマ型形状の天体衝突による変化過程が、衝撃波の減衰率への依存性も調べる。これらの結果から微小重力天体の形状形成とその後の変化を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
In small celestial bodies with gravity, we have clarified that a spinning top-shaped form can be produced by landslides during high-speed rotation if an effective frictional force operates due to the cohesion of several Pa or more between constituent particles. It was shown from our laboratory experiments and analysis of the size dependence of flow rock masses on Ryugu that landslides are limited to the surface layer. Additionally, it was experimentally demonstrated that the final shape can be accurately described by the balance among gravity, centrifugal force, and friction. Moreover, we revealed the existence of relaxation of small craters and surface flow due to vibrations induced by meteorite collision. We estimate that Ryugu, after becoming a top-shaped form due to landslides during high-speed rotation about 10 million years ago, spun down due to the YORP effect, and in recent years, surface flow excited by vibrations has been occurring from the equator to the polar direction.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果の学術的意義は次の点である。(1)高速自転小天体の物理を明らかにするための実験的手法を確立したこと、(2)数値シミュレーション、室内実験、探査データ解析を総合して、太陽系小天体の1つの典型的な形状であるコマ型形状の成因について、蓋然性の高いモデルを提唱したこと、(3)重力・遠心力・摩擦力のつりあいという単純なモデルで瓦礫集積天体の形状が表現できることを明らかにしたこと。
本研究の社会的意義は、国民の高い関心を集めたはやぶさ2による小惑星リュウグウ探査に基づいて、天体形状や岩塊分布といった視覚的にも把握しやすい謎を提示して、高校生でも理解できる説明が可能な結果を得た点にある。
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