粒子シミュレーションによる小惑星表層の衝突進化過程の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24540459
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 和田 浩二 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (10396856)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 天体衝突 / 数値シミュレーション / 粉体 / 小惑星

Outline of Annual Research Achievements

小惑星表層は微小重力下の高空隙粉体層である．そこに刻まれるクレーターなどの天体衝突過程を明らかにし，小惑星進化に及ぼす天体衝突の影響を評価することが本研究の目的である．具体的にはこれまで行ってきた粉体層への衝突シミュレーション手法に粒子間付
着力モデルを導入するなど改良・発展させ，微小重力下高空隙粉体層への衝突シミュレーションを行い以下の素過程を明らかにする．

今年度は低重力のもとで形成されると考えられる高空隙率のアグリゲイト同士の衝突ならびにそのような高空隙率標的へのモノマーの衝突によって生じる放出物破片（イジェクタ）量に注目し，数値シミュレーションを行った．その結果，衝突するものが高空隙率のプロジェクタイルであれば，イジェクタ総量はプロジェクタイルの運動量に比例する一方，プロジェクタイルがモノマーの場合にはその運動エネルギーに比例することが明らかとなった．このことは，十分多数の粒子で構成されたプロジェクタイルであれば，その内部でエネルギーが十分に散逸することになり，結果としてイジェクタの運動はプロジェクタイルの運動量によって支配されるが，モノマーのようにエネルギーが内部で十分に散逸することができなければ，運動エネルギーがイジェクタへ直接的に受け渡されることにより，イジェクタの運動はプロジェクタイルの運動エネルギーで決まる，ということを示唆しているものと考えられる．言い換えれば，小惑星の進化過程においてエネルギー散逸がどこで生じるかということが重要であることを意味している．

Research Products

• [Journal Article] Crater-ray formation by impact-induced ejecta particles (2015)
  • Author(s): Kadono, T., Suzuki, A. I., Wada, K., Mitani, N. K., Yamamoto, S., Arakawa, M., Sugita, S.,Haruyama, J., and Nakamura, A. M.
  • Journal Title: Icarus Volume: 250 Pages: 215-221
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.11.030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Simulations of Impacts of a spherical Shell Projectile on Small Asteroids (2015)
  • Author(s): Kurosawa, K., Senshu, H., Wada, K., and TDSS team
  • Journal Title: Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. 46th Volume: 1 Pages: 1868
  • Open Access
• [Journal Article] Electrostatic Lofting of Dust Aggregates Near the Terminator of Airless Bodies and its Implication in the Formation of Exozodiacal Disks (2014)
  • Author(s): Kimura, H., Senshu, H., and Wada, K.
  • Journal Title: Planet. Space Sci. Volume: 100 Pages: 64-72
  • DOI: 10.1016/j.pss.2014.03.017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An examination of collisional growth of silicate dust in protoplanetary disks (2014)
  • Author(s): Yamamoto, T., Kadono, T., and Wada, K.
  • Journal Title: Astrophys. J. Volume: 783 Pages: L36
  • DOI: 10.1088/2041-8205/783/2/L36
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Hayabusa2 deployable camera 3 (DCAM3) for impact experiment on asteroid: scientific observation plan and instrument performance (2015)
  • Author(s): Ogawa, K., M. Arakawa, M., K. Wada, K. Shirai, H. Sawada, R. Honda, K. Ishibashi, T. Kadono, N. Sakatani, S. Nakazawa, H. Hayakawa
  • Organizer: 46th Lunar Planet. Sci. Conf.
  • Place of Presentation: The Woodlands, Texas, USA
  • Year and Date: 2015-03-19
• [Presentation] Numerical Simulations of Impacts of a spherical Shell Projectile on Small Asteroids (2015)
  • Author(s): Kurosawa, K., H. Senshu, K. Wada, and TDSS team
  • Organizer: 46th Lunar Planet. Sci. Conf.
  • Place of Presentation: The Woodlands, Texas, USA
  • Year and Date: 2015-03-17
• [Presentation] How to detect a small crater produced by Small Carry-on Impactor (SCI) using Thermal InfraRed Camera (TIR) (2015)
  • Author(s): Wada, K.
  • Organizer: The 4th HJST meeting
  • Place of Presentation: JAXA （神奈川県相模原市）
  • Year and Date: 2015-02-24
• [Presentation] モノマーサイズ分布をもつダストの衝突：ダストサイズの影響 (2015)
  • Author(s): 和田浩二
  • Organizer: 新学術領域「系外惑星」B01, B02 班研究会「円盤から惑星・衛星へ：形成と進化」
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2015-02-16
• [Presentation] Small Carry-On Impactor (SCI) and Deployable Camera 3 (DCAM3) in Hayabusa-2 Mission. (2014)
  • Author(s): Arakawa, M., T. Saiki, K. Wada, T. Kadono, Y. Takagi, K. Shirai, C. Okamoto, H. Yano, M. Hayakawa, S. Nakazawa, N. Hirata, M. Kobayashi, P. Michel, M. Jutzi, H. Imamura, K. Ogawa, Y. Iijima, R. Honda, K. Ishibashi, N. Sakatani, H. Hayakawa, H. Sawada
  • Organizer: AIDA international workshop
  • Place of Presentation: JHUAPL, MD, USA
  • Year and Date: 2014-10-16
• [Presentation] 小惑星における「衝突」を見る (2014)
  • Author(s): 和田浩二
  • Organizer: 赤外線観測と惑星科学
  • Place of Presentation: 惑星科学研究センター（CPS）（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2014-10-09
• [Presentation] モノマーサイズ分布のあるダストアグリゲイトの衝突とイジェクタ量 (2014)
  • Author(s): 和田浩二，田中秀和，小林浩，奥住聡，木村宏
  • Organizer: 日本惑星科学会2014 年秋季講演会
  • Place of Presentation: 東北大学片平キャンパスさくらホール（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] Numerical simulation of various types of dust aggregate collisions. (2014)
  • Author(s): Wada, K.
  • Organizer: The influence of material and temperature on the dust coagulation in protoplanetary disks
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-08-06
• [Presentation] Ejecta Mass at Collisions of Dust Aggregates (2014)
  • Author(s): Wada, K., H. Tanaka, H. Kobayashi, S. Okuzumi
  • Organizer: 第7回Cosmic Dust研究会
  • Place of Presentation: 大阪産業大学梅田サテライトキャンパス（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2014-08-04 – 2014-08-08
• [Presentation] はやぶさ２小型搭載型衝突装置による科学 (2014)
  • Author(s): 和田浩二，SCI チーム，DCAM3 チーム
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014 年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-04-28
  • Invited