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始原隕石の鉱物・有機物組成と反射スペクトル特性に基づく含水小惑星の多様性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21J13337
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

天野 香菜 (2021)  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

特別研究員 天野 香菜 (2022)  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードC型小惑星 / 炭素質隕石 / 反射分光スペクトル / 含水鉱物 / はやぶさ2
研究開始時の研究の概要

本研究では、含水鉱物と有機物に富む始原隕石の物質科学的な分析により、隕石試料の鉱物・有機物組成と反射分光特性の関連について調査を行う。得られた結果に基づき、始原隕石の主要な母天体のひとつとされる含水小惑星の分光観測結果を再解釈し、含水小惑星の物質組成の多様性を明らかにするとともに、その多様性の要因、さらには太陽系形成初期における物質の空間的な分布やそれらの輸送・進化過程について新たな制約を加えることを目的とする。

研究実績の概要

観測で得られる小惑星の反射スペクトルに基づき、小惑星の構成物質の推定が行われている。本研究の目的は、小惑星の反射スペクトルがどのような物質組成あるいは表面状態の特徴にもとづいているかについて制約を加えることである。そのためには、小惑星リュウグウから回収された試料や小惑星から地球に飛来した隕石試料の反射スペクトル測定および鉱物学的・有機化学的分析を行い、どのような物質科学的特徴がどのように反射スペクトルに反映されるかを明らかにすることが有用である。前年度は小惑星リュウグウから探査機によって回収された試料の反射スペクトル測定を多数行い、その反射スペクトルが300℃で加熱した炭素質隕石の反射スペクトルによく類似していることを確認した。そこで本年度は、この反射スペクトルの類似性を物質科学的観点から説明するため、小惑星回収試料および実験的に加熱した含水炭素質隕石試料の鉱物・有機物に注目した分析を行った。具体的には、試料の電子顕微鏡観察、赤外透過スペクトル測定、およびラマン分光分析を行った。前年度までに得られていた試料の鉱物組成などのデータと合わせて解析を行った結果、隕石を真空還元環境下で実験的に加熱すると(1)隕石中に含まれる地球大気由来の水の除去、(2)含水鉱物中の鉄の還元、(3)地球環境で生成した含水風化鉱物の脱水、(4)有機物組成の変化が起こっているという結論に至った。これらの特徴は小惑星回収試料の物質組成をよく模擬するものであるといえ、また、これらの物質科学的な特徴が反射スペクトルの特徴において支配的である可能性が示された。スペクトルを支配する物質の特定のためにはさらなる研究が必要であるものの、今まで小惑星の反射スペクトルの解釈の際に考慮されてこなかったこれらの観点について初めて実験・分析データにもとづいて示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Reassigning CI chondrite parent bodies based on reflectance spectroscopy of samples from carbonaceous asteroid Ryugu and meteorites2023

    • 著者名/発表者名
      K. Amano,他48名(15番目)
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 49

    • DOI

      10.1126/sciadv.adi3789

    • 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] Space weathering acts strongly on the uppermost surface of Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka M., Kagawa E., Amano K., Nakamura T., Tatsumi E., ...Tachibana S., et al
    • 雑誌名

      Communications Earth and Environment

      巻: 4 号: 1

    • DOI

      10.1038/s43247-023-00991-3

    • 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
  • [学会発表] Ground truth provided by a carbonaceous asteroid: Reflectance spectroscopy of the samples collected from asteroid Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Amano Kana、Matsuoka Moe、Nakamura Tomoki、and the Hayabusa2 initial analysis Stone team
    • 学会等名
      Understanding Solar System evolution using outer Solar System samples Hybrid RAS Specialist Discussion Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visible-IR spectroscopic diversity of Ryugu coarse grains and comparison to spectral properties of carbonaceous chondrites2022

    • 著者名/発表者名
      Amano Kana、Matsuoka Moe、Nakamura Tomoki、Kagawa Eiichi、Fujioka Yuri、Potin Sandra M.、Hiroi Takahiro、Tatsumi Eri、Milliken Ralph E.、Brunetto Rosario、Beck Pierre、Takahashi Yoshio、Kawai Takahiro、Yamashita Shohei、Uesugi Masayuki、et al.
    • 学会等名
      The 85th Annual Meeting of the Meteoritical Society
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reflectance spectral comparison between a large Ryugu returned sample and carbonaceous chondrites2022

    • 著者名/発表者名
      天野香菜
    • 学会等名
      The 53rd Lunar and Planetary Science Conference, #1789, The Woodlands, Texas, USA, March 2022.
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Early history of Ryugu’s parent asteroid: Evidence from return sample2022

    • 著者名/発表者名
      中村智樹
    • 学会等名
      The 53rd Lunar and Planetary Science Conference, #1753, The Woodlands, Texas, USA, March 2022.
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] はやぶさ2回収試料の分光特徴から紐解く含水小惑星リュウグウの進化過程2022

    • 著者名/発表者名
      天野香菜
    • 学会等名
      東北大学 理学・生命科学2研究科合同オンラインシンポジウム. 2022年2月18日.
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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