宇宙風化模擬実験から探る、太陽系小天体表面の有機物の化学進化
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21K13981
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松本 徹 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (80750455)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | リュウグウ / 宇宙風化 / 窒素 / 窒化鉄 / 磁鉄鉱 / 小惑星 / 有機物 / イオン照射 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、小天体表面で起こる複数の現象の組み合わせや無機鉱物の触媒作用に着目した宇宙環境の模擬実験から、宇宙風化による有機物の芳香族化の進行度や生成する有機物種を明らかにする。研究成果は、探査が進む小惑星リュウグウやベンヌの進化史や採取された試料の履歴を解読する指標となる。また、月や水星表面で見つかる炭素物質 の起源・進化の解明にも示唆を与えることが期待でき、成果は広く惑星科学に波及する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、C型小惑星表面で起こる物質変化の解明を目指した。昨年度に引き続き、宇宙風化を受けた複数の砂に含まれる磁鉄鉱の表面が、窒化していることを見いだし詳細を観察した。透過型電子顕微鏡を使って元素分布を調べると、磁鉄鉱の表面の50nm程度の領域で窒素が濃集していることが示された。そこでelectron diffraction mappingを使った詳細な分析の結 果、窒化鉄(Fe4N)が磁鉄鉱を覆っていることが示された。また窒素の濃集している層は、鉄の濃度も高く、α鉄の電子線回折パターンが得られた。その一方で、宇宙風化を受 けた磁鉄鉱で窒素が存在しない粒子も存在した。その粒子の表面では50nm程度の深さまで鉄の濃度が高く、α鉄が存在した。この分析結果を以下のように解釈できた。(1) リュウグウ表面への太陽風の照射や微小隕石の衝突によって、磁鉄鉱から選択的に酸素が消失し、過剰となった鉄原子からα鉄が生成した。(2)微小隕石の衝突 によって生じた蒸気は反応性の高いアンモニアに富み、α鉄と衝突蒸気が反応した結果、窒化鉄が成長した。(2)のプロセスにおいて、リュウグウのようなCIコ ンドライト組成の衝突蒸気を仮定すると窒化鉄は安定に存在しないことが相図から示され、衝突物に窒素化合物が豊富に含まれていたと推定した。CI組成よりも豊富な窒 素化合物を固体として含む天体は、太陽系の外側に分布する彗星や氷天体が仮定される。この考察は、現在のリュウグウの軌道である地球領域に、CIコンドライ トよりも窒素に富む物質が少なからず飛来していることを示唆する。上記の成果を含めたリュウグウの宇宙風化の研究をNature Astronomyに投稿し、出版に至った。またプレスリリースをおこなった。
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Report
(3 results)
Research Products
(27 results)
