Exploring planetary surface material evolution

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04044
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Solid earth and planetary physics
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: Abe Masanao 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (00270439)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢田 達 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任研究開発員 (00294877)
• Research Collaborator: Watanabe naoki ; Tsuchiyama akira ; Nakato aiko ; Matsumoto toru ; Nakauchi yusuke ; Takigawa aki ; Asada yuma
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 小惑星 / 太陽風 / 水 / 反射スペクトル / リモートセンシング / 宇宙風化

Outline of Final Research Achievements

Hydrogen ion irradiation experiments were conducted to simulate the solar wind on the asteroid surface analog material. It was found that a change in the absorption band with respect to water occurs in the 3 μm band of the reflection spectrum when the samples were irradiated with 1 keV H+ ions with dose of 1E+18 ions/cm2. This is considered to be a change due to the newly generated water-containing mineral by ion irradiation. In addition, the cross section of the irradiated silicate mineral is observed with a transmission electron microscope, and the ion irradiated mineral surface is amorphous, and bubbles called blisters are formed at a depth of several tens of nm from the mineral surface. The spectral change reproduced in the experiment may explain the characteristics of the reflection spectrum observed by Hayabusa 2.

Free Research Field

惑星科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

月や小惑星など大気の無い太陽系天体表面では、太陽風と呼ばれるイオンが常に照射されている。この太陽風によって、無水の天体表面に水や含水鉱物が形成されている可能性が近年指摘され、月ではその特徴が見つかっていると同時に、はやぶさ２でも小惑星表層に同様な特徴を発見した。この原因を探るために、本研究では太陽風を模擬したイオン照射を太陽系天体表層を模擬した物質に照射し、同様な反射スペクトルの特徴の変化を起こすことに成功した。このような水の生成機構を解明することで、将来の人間の宇宙進出における資源利用の可能性が開かれるだけでなく、太陽系における水の生成や輸送と天体の進化の関係を明らかにすることにもつながる。