Physicochemical conditions of the protosolar disk constrained by the survivability of presolar grains in the early solar system
| Project/Area Number |
19K23474
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0204:Astronomy, earth and planetary science, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University (2022)
Japan Aerospace EXploration Agency (2019-2021) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | プレソーラー粒子 / 炭化ケイ素 / アルミナ / 原始太陽系円盤 / 蒸発 / 酸素同位体交換 / 残存可能性 / 化学反応速度 / 円盤物理化学条件 |
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| Outline of Research at the Start |
地球外物質中に見つかる太陽系誕生以前に形成された特異的な同位体組成を持つ粒子はプレソーラー粒子と呼ばれる。プレソーラー粒子は、太陽系に取り込まれた後、太陽系形成最初期の原始太陽系円盤での加熱プロセスを受けて大部分の粒子が同位体的異常を消失、または粒子そのものが消失した可能性がある。このような化学反応の速度は原始太陽系円盤の物理化学条件に依存するため、プレソーラー粒子は円盤物理化学条件を知る重要な手がかりとなる。本研究では、原始太陽系円盤を模した室内実験からプレソーラー粒子の酸素同位体交換反応・蒸発反応を解明し、惑星材料の進化の出発の場となる原始太陽系円盤の物理化学条件の制約を試みる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Evaporation experiments of SiC under low-pressure H2-H2O gas mixture revealed that the evaporation rates of SiC depend on heating temperature, duration, and gas composition. The presence of thin SiO2 layer on the surface of the experimental charges was confirmed by TEM. The evaporation flux depends only weakly on temperatures higher than 1350-1400°C, while larger temperature dependence of the evaporation flux was observed at temperatures < 1300°C. The present experimental results reveal the survivability of presolar SiC in the disk as a function of temperature and PH2O.
Experimental results of alumina dust indicated that oxygen isotope exchange of amorphous alumina dust precedes its crystallization at low temperatures, suggesting that oxygen isotopic compositions of presolar amorphous alumina dust incorporated in the protosolar disk would be readily erased by oxygen isotope exchange with the solar disk gas in the earliest solar system.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
プレソーラーSiC粒子、アルミナ粒子の残存可能性が明らかになったことにより、始原的隕石中の物質が経験した原始太陽系円盤の物理化学条件の制約が可能となる。また先行研究のプレソーラー珪酸塩粒子の残存可能性条件の結果をあわせることで、始原的隕石の観察結果から与えられている種々のプレソーラー粒子の存在量比との詳細な比較から原始太陽系円盤の物理化学条件の詳細な決定や、原始太陽系円盤に持ち込ま得れたプレソーラー粒子の状態 (熱力学的安定相か不安定相であるか) の推定につながると考えられる。具体的には、隕石中のプレソーラー酸化物・珪酸塩の存在量比の変化と実験的に決定したプレソーラーアルミナ・ケイ酸塩粒子
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Report
(5 results)
Research Products
(13 results)
