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2014 Fiscal Year Annual Research Report

原始惑星系円盤でのフォルステライト異方的成長:宇宙鉱物学の新展開

Research Project

Project/Area Number 25287140
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

橘 省吾  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50361564)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三宅 亮  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10324609)
坂本 直哉  北海道大学, その他部局等, 助教 (30466429)
川野 潤  北海道大学, その他部局等, その他 (40378550)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords凝縮 / ダスト / 原始惑星系円盤 / フォルステライト / 速度論 / 赤外線天文学
Outline of Annual Research Achievements

ダストは恒星の誕生から死,惑星系形成,銀河化学進化と様々な局面で重要な役割を果たす.赤外線天文学の進展により誕生した宇宙鉱物学は現状では「鉱物から鉱物形成条件 (地質プロセス) を読み解く」までには至らず,ダスト形成条件を観測から求めることができない.申請者らのこれまでの実験・分光理論研究を基に,(1) 主要鉱物フォルステライト気相成長速度および異方性を原始惑星系円盤条件 (温度,圧力,ガス組成) を制御した実験で求め,(2) 気相成長でつくられる異方的形状をもつフォルステライトの赤外スペクトルから,赤外観測からフォルステライトダスト形成条件を読み解くための指標をつくり,(3) 観測データから原始惑星系円盤でのフォルステライト気相成長条件を求める.鉱物学を地球,太陽系から「宇宙」へと広げるための一歩とする.
平成26年度は原始惑星系円盤環境下で,白金メッシュ基盤上へのフォルステライト凝縮実験を継続し,1273K, 全圧5 Pa, H2O/H2=0.016 の条件でフォルステライトの凝縮係数が0.01程度であると,より強い制約を与えることができた.また,同様の温度・水素圧力条件での蒸発実験をおこない,蒸発係数が凝縮係数と同程度であることを明らかにした他,蒸発の異方性を求める実験も開始した.さらに,フォルステライト表面での異方的蒸発プロセス素過程解明のための第一原理電子状態計算を開始した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

凝縮実験,蒸発実験ともに順調に進んでいる.

Strategy for Future Research Activity

凝縮実験,蒸発実験の結果を平成27年度に論文としてまとめる予定である.また,フォルステライト表面からの蒸発素過程を解明する第一原理計算を継続する.

  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Evaporation and condensation kinetics of corundum: the origin of the 13 μm feature of oxygen-rich agb stars2015

    • Author(s)
      Takigawa A., Tachibana S., Nagahara H., and Ozawa K.
    • Journal Title

      Astrophys. J. Supplement

      Volume: 218 Pages: 1-17

    • DOI

      10.1088/0067-0049/218/1/2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ongoing hydrothermal activities within Enceladus2015

    • Author(s)
      Hsu H.-W., Postberg F., Sekine Y., Shibuya T., Kempf S., Hoanyi M., Juhasz A., Altobelli N., Suzuki K., Masaki Y., Kuwatani T., Tachibana S., Sirono S., Moragas-Klostermeyer G. and Srama R.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 519 Pages: 207-210

    • DOI

      10.1038/nature14262

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Incorporation of Mg2+ in surface Ca2+ sites of aragonite: an ab initio study2015

    • Author(s)
      Kawano J., Sakuma H. and Nagai T.
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 2 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1186/s40645-015-0039-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Towards understanding the dynamical evolution of asteroid 25143 Itokawa: constraints from sample analysis2014

    • Author(s)
      Connolly, H. C., Lauretta, D. S., Walsh, K. J., Tachibana, S., and Bottke, W. F.
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 67 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1186/s40623-015-0185-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reduction Experiment of FeO-bearing Amorphous Silicate: Application to Origin of Metallic Iron in Gems2014

    • Author(s)
      Matsuno, J., Tsuchiyama, A., Miyake, A., Noguchi, R., and Ichikawa, S.
    • Journal Title

      Astrophys. J.

      Volume: 792 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1088/0004-637X/792/2/136

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Origins of Al-rich chondrules: Clues from a compound Al-rich chondrule in the Dar al Gani 978 carbonaceous chondrite2014

    • Author(s)
      Zhang, A.-C., Itoh, S., Sakamoto, N., Wang, R.-C., and Yurimoto, H.
    • Journal Title

      Geochim. Cosmochim. Acta

      Volume: 130 Pages: 78-92

    • DOI

      10.1016/j.gca.2013.12.026

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 炭酸カルシウムクラスターおよび結晶表面におけるイオン吸着過程の解析2015

    • Author(s)
      川野 潤
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Invited
  • [Presentation] Condensation Coefficient of Forsterite in the H2-H2O-Mg2SiO4 System2015

    • Author(s)
      Tachibana S. and Takigawa A.
    • Organizer
      46th Lunar and Planetary Science Conference
    • Place of Presentation
      Housotn, TX
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-20
  • [Presentation] Experimental Study on Hydrous Mineral Formation Reaction Between Amorphous Forsterite and Water Vapor2015

    • Author(s)
      Yamamoto, D., Tachibana, S., Nagahara, H., Ozawa, K. and Tsuchiyama, A.
    • Organizer
      46th Lunar and Planetary Science Conference
    • Place of Presentation
      Housotn, TX
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-20
  • [Presentation] 原始惑星系円盤条件でのフォルステライト気相成長2014

    • Author(s)
      橘省吾, 瀧川晶, 三宅亮, 永原裕子, 小澤一仁
    • 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
    • Year and Date
      2014-04-28 – 2014-05-02
  • [Book] 宇宙と生命の起源2 ~素粒子から細胞へ2014

    • Author(s)
      小久保英一郎・嶺重慎
    • Total Pages
      256
    • Publisher
      岩波書店

URL: 

Published: 2016-06-01  

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