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太陽系に寄与した超新星爆発のメカニズムと太陽系重元素の起源に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K14535
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

深井 稜汰  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 (10848469)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード超新星爆発 / 元素合成 / 隕石 / 太陽系
研究開始時の研究の概要

太陽系を構成する(主にルビジウムからウランまでの)54ものr核種は、太陽系ができる以前にどのような天体で合成され、太陽系に輸送されたのだろうか。超新星爆発・中性子星合体といった候補となる天体はあるものの、決定的な物質的証拠は得られていない。
本研究では、隕石中に含まれる、太陽系より古い年代をもつプレソーラー粒子の同位体比・元素存在度測定によって、太陽系のr核種の起源を解明する。

研究成果の概要

太陽系に存在するほとんど全ての元素は、太陽系が誕生する以前に別の恒星環境で合成されている。重元素がどのようにして太陽系に輸送されたかは不明である。本研究では、太陽系の重元素の起源を輸送過程を含めて明らかにする。
はじめに数値シミュレーションにより、太陽系の重元素を輸送した粒子の条件を制約した。乱流が弱い状況で超新星爆発によるプレソーラー粒子の流入が起きると、炭素質隕石の同位体組成バリエーションをよく説明できることが明らかになった。また、プレソーラー粒子の元素存在度測定に向けて、超伝導遷移端型X線マイクロカロリメータを備えたSTEMの開発・またクリーンルームの環境評価法を立ち上げた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は惑星科学における小惑星物質組成の研究と、天文学における元素の進化の起源を、これまでに無かった視点で複合した学際的研究である。今後のサンプルリターン探査でも必要不可欠となる分析設備・分析装置の開発段階を担ったことも重要な意義である。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 原始太陽系星雲における同位体不均質性から読み解く微惑星・惑星形成史2022

    • 著者名/発表者名
      荒川 創太、深井 稜汰、本間 和明
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人

      巻: 31 号: 1 ページ: 50-67

    • DOI

      10.14909/yuseijin.31.1_50

    • ISSN
      0918-273X, 2423-897X
    • 年月日
      2022-03-25
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Presolar Stardust in Asteroid Ryugu2022

    • 著者名/発表者名
      Barosch Jens、Nittler Larry R.、Wang Jianhua、O’D. Alexander Conel M.、De Gregorio Bradley T.、Engrand Cecile、Kebukawa Yoko、Nagashima Kazuhide、Stroud Rhonda M.、Yabuta Hikaru et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 935 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac83bd

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessment of Cr Isotopic Heterogeneities of Volatile-rich Asteroids Based on Multiple Planet Formation Models2021

    • 著者名/発表者名
      Fukai Ryota、Arakawa Sota
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 908 号: 1 ページ: 64-64

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abd2b9

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] JAXAキュレーション施設の汚染評価における金属元素定量方法の立ち上げ2024

    • 著者名/発表者名
      中野 有紗、深井 稜汰、人見 勇矢、西村 征洋
    • 学会等名
      2024質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] HIGH-RESOLUTION GRINDING TOMOGRAPHY OF COARSE-GRAINED CALCIUM-ALUMINUM-RICH INCLUSIONS IN THE ALLENDE METEORITE2023

    • 著者名/発表者名
      Ryota Fukai, Yuki Masuda, Yusuke Takeda, Yasuhiro Iba, Shintaro Sasaki, Shin Ikegami, Daiki Yamamoto, Masaki Yamazaki, and Tomohiro Usui
    • 学会等名
      METSOC 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Future perspective of sampling and curation for extraterrestrial materials in JAXA’s small body exploration2023

    • 著者名/発表者名
      Ryota Fukai
    • 学会等名
      HAYABUSA2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] OSIRIS-REx・MMXに向けたキュレーションプロトコルの検討2023

    • 著者名/発表者名
      深井 稜汰, 臼井 寛裕
    • 学会等名
      惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The isotopic variations in bulk-scale carbonaceous chondrites and non-carbonaceous meteorites2022

    • 著者名/発表者名
      Ryota Fukai, Sota Arakawa, Kazuaki Homma, Tetsuya Yokoyama, Satoshi Okuzumi, and Yuri Shimaki
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 初期太陽系の同位体不均質性から読み解く微惑星・惑星形成2022

    • 著者名/発表者名
      深井 稜汰, 荒川 創太, 本間 和明
    • 学会等名
      惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Initial distribution of the volatile-rich asteroids inferred from the isotopic records: Implication for return samples from Ryugu2021

    • 著者名/発表者名
      Ryota Fukai, Sota Arakawa
    • 学会等名
      Goldschmidt
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 隕石全岩の同位体組成・元素存在度による小惑星形成過程への制約2021

    • 著者名/発表者名
      深井 稜汰, 荒川 創太, 本間 和明
    • 学会等名
      日本惑星科学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 小惑星ができた場所と、地球の材料2021

    • 著者名/発表者名
      深井 稜汰
    • 学会等名
      太陽系天体若手研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The evolutional model of chromium isotopic heterogeneities in the protoplanetary disk2021

    • 著者名/発表者名
      Ryota Fukai, Sota Arakawa
    • 学会等名
      52nd Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraints of the origin of Phobos using major elements data obtained by MMX MEGANE2021

    • 著者名/発表者名
      Kaori Hirata, Tomohiro Usui, ... inc. Ryota Fukai
    • 学会等名
      52nd Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recovery of C-type asteroid Ryugu samples returned by HAYABUSA22021

    • 著者名/発表者名
      Toru Yada, Masanao Abe, ... inc. Ryota Fukai
    • 学会等名
      52nd Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Assessments of the effects by mass-dependent fractionation for 142Nd compositions in Archean rocks2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Fukai, Hisashi Asanuma, Tsuyoshi Komiya, Tetsuya Yokoyama, Takafumi Hirata
    • 学会等名
      Goldschmidt virtual
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Origin and evolution of distinct isotopic variabilities for Sr, Mo, and Nd within CC and NC reservoirs2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Yokoyama, Ryota Fukai, Yuichiro Nagai, Takafumi Hirata
    • 学会等名
      Goldschmidt virtual
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation region of volatile-rich asteroids inferred from nucleosynthetic isotope variations in carbonaceous chondrites2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Fukai, Sota Arakawa
    • 学会等名
      JpGU-AGU virtual
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Origin and evolution of distinct isotopic variabilities for Sr, Mo, and Nd within inner and outer solar system2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Yokoyama, Ryota Fukai, Yuichiro Nagai, Takafumi Hirata
    • 学会等名
      JpGU-AGU virtual
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 原始太陽系星雲の核合成起源同位体不均質:ダスト粒子の移流・拡散・落下の影響について2020

    • 著者名/発表者名
      荒川創太, 深井稜汰
    • 学会等名
      新学術領域 星惑星形成 2020年度大研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 太古代岩石の142Nd異常に対する質量依存Nd同位体分別による影響2020

    • 著者名/発表者名
      深井稜汰, 浅沼尚, 小宮剛, 横山哲也, 平田岳史, 若木重行
    • 学会等名
      日本地球化学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 平衡論的同位体効果が放射性起源Nd同位体比測定に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      深井稜汰, 横山哲也, 若木重行
    • 学会等名
      日本質量分析学会同位体比部会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Ryota Fukai Homepage

    • URL

      http://ryotafukai.web.fc2.com/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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