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隕石中始原物質の形成年代及び宇宙線生成核種存在度から探る原始太陽活動の変遷

研究課題

研究課題/領域番号 22K20384
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0204:天文学、地球惑星科学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

福田 航平  大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (80963462)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード隕石 / コンドルール / アングライト / 短寿命放射性核種 / 二次イオン質量分析 / Ca-Al-rich inclusion / 原始太陽 / 宇宙線照射
研究開始時の研究の概要

原始太陽の活動は、現在の太陽に比べ桁違いに活発であったと予測されており、その変遷を読み解くことは、惑星の母体となった原始太陽系円盤の物質分布や化学組成の変遷を理解する上で重要である。しかし、現状の隕石分析法には技術上の課題があり、原始太陽活動度の理解は円盤進化タイムスケールにおける~10%に留まっている。本研究では、円盤進化の様々な段階で形成した隕石物質中の短寿命核種ベリリウム10存在度を正確に決定することで、円盤進化各ステージにおける原始太陽活動度を明らかにする。

研究実績の概要

2023年度は、原始太陽系円盤進化後期段階に形成したことが明らかとなっている2種類の物質(コンドルールおよびアングライト隕石)に対し、昨年度改良を行った高空間分解能ベリリウム-ホウ素同位体分析手法の適用を行った。まず、2種類の炭素質コンドライト隕石(Yamato 82094およびDOM 08006)から分析対象鉱物である斜長石を含むコンドルールを4つ(Yamato 82094から3つ、DOM08006から1つ)選定し、分析を行った。加えて、先行研究により絶対年代が明らかとなっているアングライト隕石の一種であるSahara99555の分析を行った。その結果、4つのコンドルールおよびSahara99555隕石形成時の初生10Be/9Be比は、原始太陽系円盤進化初期段階に形成した物質(Ca-Al-rich Inclusion)よりも系統的に低いことが明らかとなった。得られた初生10Be/9Be比から原始太陽系円盤進化後期段階の太陽活動度を推定するため、先行研究の理論モデルを用いてコンドルール形成当時の太陽由来X線輝度の推定を試みた。得られたX線輝度と太陽質量星のX線輝度の観測結果を比較した結果、コンドルール形成当時の原始太陽活動度は他の太陽質量星と比較してより活発であった可能性を見出した。しかしながら、初生10Be/9Be比の誤差が大きいため原始太陽の活発な活動を結論づけるには至っていない。より高精度な初生10Be/9Be比の決定を目指し、追加での分析試料(コンドルールおよびアングライト)の選定および新たな標準試料の準備に着手している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初予定していた原始太陽系円盤進化後期段階に形成した地球外物質の分析を実施し、得られた結果から原始太陽活動度を推定することができた。しかしながら、分析に使用した標準試料の化学組成が十分に均一でないことが判明したため、得られた結果の不確定性が想定よりも大きい結果となった。そのため、期待された精度の結果を得るには至っていない。

今後の研究の推進方策

均一性の高い標準試料の作成を実施し、かつ分析対象試料数を増やすことで、今年度得られた結果のクロスチェックならびに精度向上を試みる。標準試料の作成が完了し次第追実験を行い、2023年度までに得られた結果と合わせて、国際雑誌への投稿論文準備に移行する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ウィスコンシン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Insights on the Sun Birth Environment in the Context of Star Cluster Formation in Hub?Filament Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Arzoumanian Doris、Arakawa Sota、Kobayashi Masato I. N.、Iwasaki Kazunari、Fukuda Kohei、Mori Shoji、Hirai Yutaka、Kunitomo Masanobu、Kumar M. S. Nanda、Kokubo Eiichiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 947 号: 2 ページ: L29-L29

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acc849

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Oxygen isotopic composition of dolomite in Ryugu: New insights into the thermal history of the Ryugu parent body2023

    • 著者名/発表者名
      W. Fujiya, T. Ushikubo, S. Sugawara, A. Yamaguchi, K. Fukuda, M. R. Lee, K. Terada, P. A. Bland, B. J. Travis
    • 学会等名
      Hayabusa2023 Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-precision SIMS Al-Mg analysis of FeO-poor chondrules in Asuka 12236 CM2.9 chondrite2023

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, M. Zhang, M. Kimura, N. T. Kita
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Co-precipitation temperature of olivine and spinel in FeO-rich chondrules inferred from Al-in-Olivine thermometry2023

    • 著者名/発表者名
      T. Sumintai, K. Fukuda, W. O. Nachlas, A. Yamaguchi, M. Zhang, G. Siron, M. Kimura, K. Terada, N. T. Kita
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abundant refractory materials admixed into the CA chondrule-forming regions2023

    • 著者名/発表者名
      M. Zhang, K. Fukuda, M. J. Tappa, M. Kimura, A. M. Bauer, N. T. Kita
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of high precision Al-Mg isotope analysis by SIMS and application to meteoritic chondrules2023

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, G. Siron, N. T. Kita
    • 学会等名
      Asia-Oceania Mass Spectrometry Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sustained Recycling of CAIs by Outer-Disk Chondrule-Forming Events2023

    • 著者名/発表者名
      M. Zhang, K. Fukuda, N. T. Kita, M. Kimura
    • 学会等名
      86th Annual Meeting of the Meteoritical Society
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of the degree of thermal metamorphism on CV chondrites based on chondrule mineralogy2023

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, N. T. Kita
    • 学会等名
      86th Annual Meeting of the Meteoritical Society
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MeV Nuclear Gamma-Ray Lines and Continuum Emission from the Solar System Objects2023

    • 著者名/発表者名
      藤原立貴, 井上芳幸, 小高裕和, 寺田健太郎, 福田航平, Ellis R. Owen
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] リュウグウ試料のドロマイトから探る母天体の熱史2023

    • 著者名/発表者名
      藤谷渉, 牛久保孝行, 菅原慎吾, 山口亮, 福田航平, Martin R. Lee, 寺田健太郎, Phillip A. Bland, Bryan J. Travis
    • 学会等名
      日本惑星科学会2023年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 月周回衛星「かぐや」による 月外気圏のプラズマ観測2023

    • 著者名/発表者名
      寺田健太郎, 西平龍成, 横田勝一郎, 福田航平
    • 学会等名
      日本惑星科学会2023年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] SIMSを用いた高精度アルミニウム-マグネシウム同位体分析法の改良と隕石中コンドルールへの応用2023

    • 著者名/発表者名
      福田航平, Siron Guillaume, 木多紀子
    • 学会等名
      第71回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Further evidence for dust transport in the Solar protoplanetary disk inferred from oxygen isotope analyses of DOM 08006 (CO3.01) chondrules2023

    • 著者名/発表者名
      福田航平, Zhang Mingming, Tenner Travis, 木村眞, 木多紀子
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Al-in-olivine温度計を用いたコンドルール鉱物晶出温度の高精度推定2023

    • 著者名/発表者名
      炭谷拓真, 福田航平, Nachlas Will, 山口亮, Zhang Mingming, Siron Guillaume, 木村眞, 木多紀子
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2024-12-25  

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