星間塵モデル物質の衝突実験から探る彗星核の形成過程

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K14415
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 荒砂 茜 金沢大学, 先端科学・社会共創推進機構, 特任助教 (40794681)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: シリケイト / 星間塵 / 隕石 / 彗星核 / ゾルーゲル法

Outline of Annual Research Achievements

星間塵(cosmic dust)は、ミクロンサイズの固体微粒子でありMgxFe(1-x)SiO3を含み、その結晶度は、非晶質から結晶質まで幅広いバリエーションを持つと報告されている。星間塵の衝突挙動の解明は、星間塵の形成・進化を明らかにする上で非常に重要であるが、これらの物質を実際に捕獲して地上に持ち帰り、高圧実験等を行うことには未だ多くの困難がある。以上より、本研究では星間塵のモデル物質を作成し、その衝突挙動の解明を目指す。
当該年度は前年度までに実施した水を含まない非晶質 MgSiO3の衝撃圧縮実験終了後の回収試料の構造解明を引き続き行なった。
また、MgSiO3と同様に隕石や彗星などに含まれ、宇宙空間に豊富に存在するシリケイトであるMg2SiO4組成の非晶質物質の合成にも取り組んだ。非晶質Mg2SiO4の合成方法は、ゾルーゲル法をベースとし、TEOSおよび硝酸マグネシウム６水和物等を試薬として用いた含水非晶質MgSiO3の合成手順を改修したものを作成した。しかしながら、これまで合成物質の結晶状態や物質内の水の確認のために使用していた学内の赤外分光装置が長期間にわたり故障状態が続いたため、合成実験が著しく遅れた。
Mg2SiO4は非晶質から結晶化までの速度が速く、合成の最後に行う低温の熱処理で容易に結晶化が起きる状況であった。熱処理に適切な温度の割り出しについては、来年度以降の研究で実施する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度と同様に新型コロナウイルスの感染拡大による影響も引き続きあったが、本研究の実施に不可欠な粉末X線回折装置と赤外吸収分光装置の故障が相次ぎ、研究の実施に遅れが生じた。なお、赤外吸収分光装置は当該年度中に復旧した。粉末X線回折装置は主力として使用していたマシンとは別のマシンを利用して研究を継続した。

Strategy for Future Research Activity

これまでの含水非晶質MgSiO3および非晶質MgSiO3の研究成果をまとめる。また、非晶質Mg2SiO4の合成を引き続き行い、試料が十分に得られ次第、衝撃圧縮実験を実施する。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの感染拡大による影響、および主要研究設備の故障により、研究計画に遅れが生じた。次年度使用額は研究設備の利用料の支払いや、成果発表のための学会参加旅費等に使用する。