Thermal evolution modeling of planetesimals using thermal infared observation of asteroids

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K14547
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency (2022-2023); Rikkyo University (2020-2021)
• Principal Investigator: Sakatani Naoya 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, 特任助教 (70795187)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 小惑星 / 熱進化 / 熱慣性 / 赤外カメラ

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study is to develop a method to reveal the thermal evolution and internal structural evolution of the parent body (planetesimal) based on the observation data of asteroid Ryugu by the Hayabusa2 thermal infrared imager TIR. Using high-resolution TIR data, we succeeded in determining the thermal inertia of boulders on Ryugu's surface and the porosity based on empirical relationship between the thermal conductivity and porosity. In the calculations of the thermal evolution of the planetesimals, the porosity distribution of the evolved parent body was estimated by incorporating the consolidation process of the porous dust aggregates into the calculations. By matching these Ryugu observations with the results of the parameter study of the thermal evolution calculations, it was shown that the size and formation age of the parent body can be constrained.

Free Research Field

惑星科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでも微惑星がいつ形成したのか、どのようなサイズだったのかは、隕石の観察データを用いて議論されてきた。それらは同位体組成や鉱物学的な情報に基づくものであり、サンプルが地上にないと分かり得ないものであった。それに対し、本研究の手法は、リモートセンシングデータのみに基づいた推定手法を提案した。これはサンプルリターンでなくとも、小惑星の母天体の情報を得ることができることを意味しており、特に小天体赤外観測のポテンシャルを一段と向上させる成果である。