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火星衛星の形成過程を解明する

研究課題

研究課題/領域番号 21H04514
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
研究機関東京科学大学

研究代表者

玄田 英典  東京科学大学, 未来社会創成研究院, 教授 (90456260)

研究分担者 中村 智樹  東北大学, 理学研究科, 教授 (20260721)
兵頭 龍樹  東京科学大学, 未来社会創成研究院, 研究員 (20814693)
黒川 宏之  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (80713643)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円)
2025年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2024年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2023年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2022年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2021年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード衛星形成 / フォボス / ディモス / 近赤外スペクトル / MMX計画 / デイモス
研究開始時の研究の概要

火星衛星の起源の解決を目指すため、まず、対立する2つの有力な仮説「衝突説」と「捕獲説」の両説において、その形成過程を理論研究によって明らかにし、その形成過程と火星圏環境を再現した実験を行い、火星衛星の模擬物質を作成する。そして、火星衛星探査機 (MMX)に搭載される近赤外分光計(MIRS)と同一の装置を用いて、火星衛星模擬物質の近赤外スペクトルを測定する。火星衛星フォボスのMIRSによる観測は、2025年夏頃に開始される。観測されたフォボスのスペクトルを実験室で作成した模擬物質の近赤外スペクトルと比較することによって、火星衛星の起源に強い制約を与える。

研究実績の概要

火星衛星の起源の解決を目指すため、まず、対立する2つの有力な仮説「衝突説」と「捕獲説」の両説において、その形成過程を理論研究によって明らかにし、その形成過程と火星圏環境を再現した実験を行い、火星衛星の模擬物質を作成する。そして、火星衛星探査機 (MMX)に搭載される近赤外分光計(MIRS)と同一の装置を用いて、火星衛星模擬物質の近赤外スペクトルを測定する。火星衛星フォボスのMIRSによる観測は、2025年夏頃に開始される。観測されたフォボスのスペクトルを実験室で作成した模擬物質の近赤外スペクトルと比較することによって、火星衛星の起源に強い制約を与える。
本研究では、4つの研究計画から構成されており、2022年度は、以下の3つの研究計画を実行した。4つ目の研究計画は最終年度(2025年度)に実行する予定である。
<計画1> 火星衛星の形成過程に関する理論研究:「捕獲説」における、回転する原始火星大気の流れ場における捕獲プロセスをさまざまなパラメータにおいて計算できるモデルを構築した。 「衝突説」においては、衝突天体に氷を含む場合について検討を行った。また、「捕獲説」と「衝突説」から派生した「分裂説」と「転生説」についてそれぞれ理論的研究を行い、両者の説の実現性が低いことを明らかにし、論文2本にまとめた。
<計画2> 火星模擬物質の作成と宇宙風化の実験:衝突説を検証するため、昨年度に引き続き、火星円盤ダストの形成温度、 冷却率、酸素分圧を再現することのできるガス浮遊炉を用いて模擬物質を作成し、スペクトル測定を行った。また捕獲説を検証するため、昨年度に引き続き、含水C型、D型小惑星の構成物質である含水炭素質隕石 (CM、CR、Tagish Lakeの3種)に対して実験室で加熱実験を行い、スペクトル測定を行った。
<計画3> 火星衛星探査機MMXに搭載される近赤外分光計 (MIRS)の観測結果を理解するための合成スペクトルのモデルの構築を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

順調に論文なども出版されているため。

今後の研究の推進方策

当初の計画通りに研究を推進する。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 14件、 査読あり 22件、 オープンアクセス 21件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] パリ地球物理研究所/パリ天文台(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] LESIA-Observatoire de Paris/Institut de Physique du Globe de Paris(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimentally Shock‐Induced Melt Veins in Basalt: Improving the Shock Classification of Eucrites2023

    • 著者名/発表者名
      Ono Haruka、Kurosawa Kosuke、Niihara Takafumi、Mikouchi Takashi、Tomioka Naotaka、Isa Junko、Kagi Hiroyuki、Matsuzaki Takuya、Sakuma Hiroshi、Genda Hidenori、Sakaiya Tatsuhiro、Kondo Tadashi、Kayama Masahiro、Koike Mizuho、Sano Yuji、Murayama Masafumi、Satake Wataru、Matsui Takafumi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 50 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1029/2022gl101009

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring the Recycling Model of Phobos Formation: Rubble-pile Satellites*2023

    • 著者名/発表者名
      Madeira Gustavo、Charnoz Sabastien、et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 165 号: 4 ページ: 161-161

    • DOI

      10.3847/1538-3881/acbf53

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Early Water Delivery to Terrestrial Planet Regions during the Stages of Jupiter’s Formation and Migration in the Grand Tack Model2023

    • 著者名/発表者名
      Ogihara Masahiro、Genda Hidenori、Sekine Yasuhito
    • 雑誌名

      The Planetary Science Journal

      巻: 4 号: 2 ページ: 32-32

    • DOI

      10.3847/psj/acb64b

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation and evolution of carbonaceous asteroid Ryugu: Direct evidence from returned samples2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T.、Matsumoto M.、Amano K.、Enokido Y.、Zolensky M. E.、Mikouchi T.、Genda H.、Tanaka S.、Zolotov M. Y.、Kurosawa K. .. Yabuta H. ... et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 379 号: 6634 ページ: 8671-8671

    • DOI

      10.1126/science.abn8671

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Impact Velocity and Angle on Deformational Heating and Postimpact Temperature2022

    • 著者名/発表者名
      Wakita S.、Genda H.、Kurosawa K.、Davison T. M.、Johnson B. C.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 127 号: 8

    • DOI

      10.1029/2022je007266

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Challenges in forming Phobos and Deimos directly from a splitting of an ancestor single moon2022

    • 著者名/発表者名
      Hyodo, R., Genda, H., Sekiguchi, R., Madeira, G., Charnoz, S.
    • 雑誌名

      The Planetary Science Journal

      巻: 3 号: 8 ページ: 204-204

    • DOI

      10.3847/psj/ac88d2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Shock Recovery With Decaying Compressive Pulses: Shock Effects in Calcite (CaCO3) Around the Hugoniot Elastic Limit2022

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Kosuke、Ono Haruka、Niihara Takafumi、Sakaiya Tatsuhiro、Kondo Tadashi、Tomioka Naotaka、Mikouchi Takashi、Genda Hidenori、Matsuzaki Takuya、Kayama Masahiro、Koike Mizuho、Sano Yuji、Murayama Masafumi、Satake Wataru、Matsui Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 127 号: 6

    • DOI

      10.1029/2021je007133

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Giant impact onto a Vesta-like asteroid and formation of mesosiderites through mixing of metallic core and surface crust2022

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Keisuke、Haba Makiko K.、Genda Hidenori
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 379 ページ: 114949-114949

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2022.114949

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geoelectrochemistry-driven alteration of amino acids to derivative organics in carbonaceous chondrite parent bodies2022

    • 著者名/発表者名
      Li Yamei、Kitadai Norio、Sekine Yasuhito、Kurokawa Hiroyuki、Nakano Yuko、Johnson-Finn Kristin
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32596-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dust ring and gap formation by gas flow induced by low-mass planets embedded in protoplanetary disks2022

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara Ayumu、Kurokawa Hiroyuki、Tanigawa Takayuki、Ida Shigeru
    • 雑誌名

      Astronomy and Astrophysics

      巻: 665 ページ: A122-A122

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202243849

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The origin of Earth’s mantle nitrogen: primordial or early biogeochemical cycling?2022

    • 著者名/発表者名
      H. Kurokawa, M. Laneuville, Y. Li, N. Zhang, Y. Fujii, H. Sakuraba, C. Houser, H. J. Cleaves II
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 1 号: 5

    • DOI

      10.1029/2021gc010295

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Large planets may not form fractionally large moons2022

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Miki、Genda Hidenori、Asphaug Erik、Ida Shigeru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 568-568

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28063-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Martian moons exploration MMX: sample return mission to Phobos elucidating formation processes of habitable planets2022

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto Kiyoshi et al.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 74 号: 1 ページ: 12-12

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01545-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Can we constrain the origin of Mars' recurring slope lineae using atmospheric observations?2022

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa Hiroyuki、Kuroda Takeshi、Aoki Shohei、Nakagawa Hiromu
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 371 ページ: 114688-114688

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2021.114688

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pebbles and sand on asteroid (162173) Ryugu: In situ observation and particles returned to Earth2022

    • 著者名/発表者名
      Tachibana S.、Abe M. et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 375 号: 6584 ページ: 1011-1016

    • DOI

      10.1126/science.abj8624

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] MIRS: an imaging spectrometer for the MMX mission2021

    • 著者名/発表者名
      Barucci Maria Antonietta、Reess Jean-Michel、Bernardi Pernelle、Doressoundiram Alain、Fornasier Sonia、Le Du Michel、Iwata Takahiro、Nakagawa Hiromu et al.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 211-211

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01423-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Onset of a Globally Ice‐Covered State for a Land Planet2021

    • 著者名/発表者名
      Kodama T.、Genda H.、Leconte J.、Abe‐Ouchi A.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 126 号: 12

    • DOI

      10.1029/2021je006975

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerous chondritic impactors and oxidized magma ocean set Earth’s volatile depletion2021

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba Haruka、Kurokawa Hiroyuki、Genda Hidenori、Ohta Kenji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 20894-20894

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99240-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tidal Evolution of the Eccentric Moon around Dwarf Planet (225088) Gonggong2021

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Hyodo Ryuki、Shoji Daigo、Genda Hidenori
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 162 号: 6 ページ: 226-226

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac1f91

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SPH simulations for shape deformation of rubble-pile asteroids through spinup: The challenge for making top-shaped asteroids Ryugu and Bennu2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Keisuke、Kobayashi Hiroshi、Watanabe Sei-ichiro、Genda Hidenori、Hyodo Ryuki、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 365 ページ: 114505-114505

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2021.114505

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Erosion and Accretion by Cratering Impacts on Rocky and Icy Bodies2021

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Ryuki、Genda Hidenori
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 913 号: 2 ページ: 77-77

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abf6d8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mars’ atmospheric neon suggests volatile-rich primitive mantle2021

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa Hiroyuki、Miura Yayoi N.、Sugita Seiji、Cho Yuichiro、Leblanc Francois、Terada Naoki、Nakagawa Hiromu
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 370 ページ: 114685-114685

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2021.114685

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A Treasure Box from Phobos2023

    • 著者名/発表者名
      Genda, H.
    • 学会等名
      The 82nd Fujihara Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulations for formation and evolution of Ryugu parent body2022

    • 著者名/発表者名
      Genda, H., Kurosawa, K., Wakita, S., Hyodo, R., and Sugiura, K.
    • 学会等名
      Hayabusa2 return sample analysis science meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ESSE MMX による初期太陽系における物質輸送過程の解明2022

    • 著者名/発表者名
      玄田英典、臼井寛裕、中村智樹、兵頭龍樹、黒川宏之、藤谷渉、Sebastian Charnoz、 MMX-ESSE メンバー
    • 学会等名
      第66回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 火星衛星の起源におけるフォボス・ディモス分裂説の検討2022

    • 著者名/発表者名
      玄田英典、兵頭龍樹、関口凌介、G. Madeira、S. Charnoz
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2022年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Earth and Its Early Evolution2022

    • 著者名/発表者名
      Genda, H.
    • 学会等名
      The 10th ELSI International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shock recovery of rocks with a variety of shock-induced pressure at a single shot2021

    • 著者名/発表者名
      Ono, H., K. Kurosawa, T. Niihara, T. Mikouchi, H. Genda, N. Tomioka, T. Sakaiya, T. Kondo, M. Kayama, M. Koike, Y. Sano, W. Satake, and T. Matsui
    • 学会等名
      15th Europlanet Science Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Erosion and accretion by cratering impacts on rocky and icy bodies: Formulation of scaling relations for high-speed ejecta2021

    • 著者名/発表者名
      Genda, H., and Hyodo, R.
    • 学会等名
      15th Europlanet Science Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shock recovery of macro blocks of rocky materials with decaying shock waves2021

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa, K., H. Ono, T. Niihara, T. Mikouchi, T. Sakaiya, T. Kondo, N. Tomioka, H. Genda, T. Tada, R. Tada, M. Kayama, M. Koike, Y. Sano, T. Matsuzaki, M. Murayama, W. Satake, T. Okamoto, and T. Matsui
    • 学会等名
      84th Annual Meeting of the Meteoritical Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 後期集積の現状理解2021

    • 著者名/発表者名
      玄田英典
    • 学会等名
      第23回惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-06-20  

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