2022 Fiscal Year Annual Research Report
Chondrule Formation: A New Lightning Model
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18K03721
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中本 泰史 東京工業大学, 理学院, 教授 (60261757)
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2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | コンドリュール / 隕石 / 微惑星形成 / 雷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，3つの小課題に分割して研究を進めてきた：(課題1) 原始太陽系星雲中での雷発生の環境を調べる，(課題2) 雷によって加熱を受けたダスト粒子の温度変化を調べ，コンドリュールが形成され得るかどうかを明らかにする，(課題3) 雷によるコンドリュール形成と原始太陽系星雲中ダストの進化および微惑星形成の関係を明らかにする，である。 課題1に関しては，原始太陽系星雲中で固体微粒子（ダスト粒子）密度が高くなり，ダスト粒子同士が衝突し，それぞれが帯電する場合を考えた。課題3とも関連させ，具体的な状況としてダスト層の重力不安定によって微惑星が形成される場合を調べた。できたての微惑星にはまだ周囲からダスト粒子が降着し続けるが，その際，サイズが異なるダスト粒子群は受けるガス抵抗が異なるため運動に違いが生じ，衝突して正と負に帯電する。各粒子はその後も運動を続け，正と負の電荷が空間的に分かれ，電場が生成される。粒子群の動きを具体的に計算した結果，雷（絶縁破壊）が生じ得るほど強い電場が形成されることがわかった（学会発表）。次に課題2では，雷が発生して電流が流れ，それによって高温になったガスにより前駆体ダスト粒子が加熱される様子を数値シミュレーションによって調べた。その結果，ダスト粒子が加熱されて溶融し，適切な温度変化率（コンドリュールの分析から推定されている値）で温度が下降して再固化することがわかった。これについては，論文にまとめて学術誌に発表した。以上のように，ダスト層の重力不安定で微惑星が形成される現象に付随して雷が起こり，その結果としてコンドリュールも形成されるという従来にない新しいコンドリュール形成モデルを得ることができた。これは，微惑星形成とコンドリュール形成が密接に関連していることを示す点でも，新しい成果である。
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[Presentation] A Chondrule Formation Scenario by Lightning2023
Author(s)
Nakamoto, T., Kaneko, H., Ikeda, C., Sato, K., Kimura, A., & Nishizawa, R.
Organizer
The 82nd Fujihara Seminar
Int'l Joint Research
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