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理論モデルおよび宇宙機の観測データを用いた長周期彗星の形成環境と熱史に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0989
補助金の研究課題番号 22J15382 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 (2023)
東京大学 (2022)

研究代表者

鈴木 雄大  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, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード彗星 / 水星 / 希薄大気 / 惑星 / 太陽系 / 水素ガス / ひさき衛星 / Comet Interceptor / 放射伝達 / 紫外線観測 / D/H比
研究開始時の研究の概要

前年度より構築していたモデルを拡張し、彗星大気の2次元モデルを構築する。構築したモデルはひさき衛星による極端紫外光分光観測データとの比較によりパラメータの調整を行う。構築したモデルを用いて、表層の物質濃集領域と大気中の物質分布の関係性について相関係数等を用いて定量的に議論する。また、これらを踏まえてComet Interceptorミッションに向けた光学観測装置の開発も行う。また、希薄大気の物理の一般的な理解の促進のため、必要に応じてMESSENGER探査機やBepiColombo探査機による水星大気の観測データの解析等を行うことも検討している。

研究実績の概要

長周期彗星の化学進化を明らかにする上で、その大気の物理過程を明らかにする必要がある。しかし、彗星の核および周辺宇宙空間環境のデータが不足しており、その大気の密度分布と表面組成・宇宙空間環境の関係の解明には困難が伴う。そこで本年度は、水星を題材に希薄大気と表層元素組成および宇宙空間環境との関係性を議論した。水星は彗星と大気の性質が類似しており、MESSENGER探査機により表層の元素組成分布や周辺のプラズマ環境が詳細に観測されている。また、日欧共同水星探査計画BepiColomboが現在進行形中であり、観測データが取得されている最中である。
BepiColombo搭載紫外線分光器PHEBUSの水星スイングバイ中のデータを解析するため、本研究ではフランスの研究所に合計4ヶ月間滞在してPHEBUSのPIチームと共同研究を行った。まず、ダーク測定や恒星観測のデータを用いて観測装置の較正を行い、データの1次処理手法を確立した。続いて確立した手法を用いて背景光成分や雑音を除去し、スイングバイ中の水星Mg大気の空間分布を明らかにした。これと共同研究者が開発した水星Mg大気モデルを比較すると、今回の観測と数値計算の結果が非常に整合的であった。ここから、データの1次処理手法が正常に機能していることおよび、MESSENGERによる過去の水星探査時とMg大気の数密度分布が大きく変化していないことを明らかにした。また、MESSENGERでは観測されなかった水星夜側におけるMg大気分布を描き出し、微小隕石の衝突により大気が放出されているという従来の理解が夜面でも成立することが分かった。
BepiColomboは2024年度中に残る3回の水星スイングバイを行い、2025年12月に水星周回軌道に投入予定である。本研究は、今後の本格観測開始に向けた解析手法の確立や観測計画の最適化の面からも重要な成果である。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] LATMOS(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Reflectivity Measurement on SiC/Mo/Si Multilayer Coated Mirrors for Future Planetary Exploration2024

    • 著者名/発表者名
      M. Kuwabara, Y. Suzuki, A. Yamazaki, and I. Yoshikawa
    • 雑誌名

      UVSOR Activity Report

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 第2,3回水星スイングバイ中のBepiColombo MPO/PHEBUSによるMg大気の観測結果の比較2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, E. Quemerais, R. Robidel, J.-Y. Chaufray, G. Murakami, F. Leblanc, K. Yoshioka, I. Yoshikawa.
    • 雑誌名

      惑星圏研究会2024集録

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] The relation between the surface composition anomaly and distribution of the exosphere of Mercury2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yudai、Yoshioka Kazuo、Murakami Go、Yoshikawa Ichiro
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 75 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01929-x

    • 関連する報告書
      2023 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] Comet Interceptorによる彗星の水素コマ中の物理過程の解明2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大、吉岡 和夫、益永 圭、河北 秀世、新中 善晴、村上 豪、木村 智樹、土屋 史紀、山崎 敦、吉川 一朗
    • 雑誌名

      惑星圏研究会集録

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 太陽系天体若手研究会2022 (SSBW2022) 開催報告2023

    • 著者名/発表者名
      豊川 広晴、荒木 亮太郎、池谷 蓮、于 賢洋、菖蒲迫 健介、鈴木 雄大、野崎 舜介、米谷 珠萌、吉田 有宏
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌 遊・星・人

      巻: 32

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alternate oscillations of Martian hydrogen and oxygen upper atmospheres during a major dust storm2022

    • 著者名/発表者名
      Kei Masunaga, Naoki Terada, Nao Yoshida, Yuki Nakamura, Takeshi Kuroda, Kazuo Yoshioka, Yudai Suzuki, Hiromu Nakagawa, Tomoki Kimura, Fuminori Tsuchiya, Go Murakami, Atsushi Yamazaki, Tomohiro Usui, and Ichiro Yoshikawa
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 6609-6609

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34224-6

    • 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] The relation between the surface composition anomaly and distribution of the exosphere of Mercury2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, K. Yoshioka, G. Murakami, I. Yoshikawa.
    • 学会等名
      epiColombo YSSG SEIS Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of dust impact on seasonal variability of Mercury’s Na exosphere2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, K. Yoshioka, G. Murakami, I. Yoshikawa.
    • 学会等名
      PERC Int’l symposium on Dust & Parent bodies (IDP2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 気象衛星ひまわり8号の月惑星科学利用2024

    • 著者名/発表者名
      西山 学, 宇野 慎介, Thomas Muller, 鈴木 雄大, 竝木 則行, 杉田 精司.
    • 学会等名
      第24回惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of multiple scattering to the distribution of Lyman alpha emission in comet comae2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, K. Yoshioka, K. Masunaga, H. Kawakita, Y. Shinnaka, G. Murakami, T. Kimura, F. Tsuchiya, A. Yamazaki, I. Yoshikawa.
    • 学会等名
      EGU 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hisaki space telescope observations of the large upper atmospheric oscillations of Mars2023

    • 著者名/発表者名
      K. Masunaga, N. Terada, N. Yoshida, Y. Nakamura, T. Kuroda, H. Nakagawa, K. Yoshioka, Y. Suzuki, T. Kimura, F. Tsuchiya, G. Murakami, A. Yamazaki, T. Usui, and I. Yoshikawa.
    • 学会等名
      EGU 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The relation between the surface composition anomaly and distribution of the exosphere of Mercury2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, K. Yoshioka, G. Murakami, I. Yoshikawa.
    • 学会等名
      AOGS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of UV imager dedicated for Comet Interceptor mission2023

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshioka, G. Murakami, M. Kuwabara, Y. Suzuki, S. Kameda, M. Taguchi, I. Yoshikawa.
    • 学会等名
      JpGU 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Comet Interceptor搭載水素イメージャによる彗星の水素コマの温度およびD/H比の測定可能性2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大, 吉岡 和夫, 村上 豪, 桑原 正輝, 亀田 真吾, 田口 真, 吉川 一朗, 河北 秀世, 新中 善晴.
    • 学会等名
      JpGU 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of exospheric Mg distributions observed by BepiColombo/PHEBUS during the 2nd and 3rd Mercury swing-bys2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大, Eric Quemerais, Rozenn Robidel, Jean-Yves Chaufray, 村上 豪, 吉岡 和夫, 吉川 一朗.
    • 学会等名
      第154回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of Absorption Cell Filters for D/H Observations in Cometary Comae2023

    • 著者名/発表者名
      山崎 朝, 鈴木 雄大, 田口 真, 桑原 正輝, 吉岡 和夫.
    • 学会等名
      第154回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 飛翔体搭載の紫外線撮像装置の迷光抑制に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      松本 樹希, 鈴木 雄大, 吉岡 和夫.
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 水星の大気量に対する宇宙空間環境・表層元素存在量の影響2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大, 吉岡 和夫, 村上 豪, 吉川 一朗.
    • 学会等名
      BepiColomboが拓く太陽圏システム科学の新展開~太陽圏×惑星圏×磁気圏~
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 太陽系天体若手研究会の開催報告ー惑星科学コミュニティの持続的な発展に向けてー2023

    • 著者名/発表者名
      荒木 亮太郎, 于 賢洋, 鈴木 雄大, 池谷 蓮, 菖蒲迫 健介, 豊川 広晴, 野崎 舜介, 米谷 珠萌, 吉田 有宏.
    • 学会等名
      JpGU 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 気象衛星ひまわり8号の月惑星科学利用2023

    • 著者名/発表者名
      西山 学, 宇野 慎介, 竝木 則行, 杉田 精司, 鈴木 雄大, Thomas Muller.
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of exospheric Mg distributions observed by BepiColombo/PHEBUS during the 2nd and 3rd Mercury swing-bys2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大, Eric Quemerais, Rozenn Robidel, Jean-Yves Chaufray, 村上 豪, Francois Leblanc, 吉岡 和夫, 吉川 一朗.
    • 学会等名
      第24回惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Comet Interceptorによる彗星の水素コマ中の物理過程の解明2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大, 吉岡 和夫, 益永 圭, 河北 秀世, 新中 善晴, 村上 豪, 木村 智樹, 土屋 史紀, 山崎 敦, 吉川 一朗
    • 学会等名
      第24回惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ひさき衛星と複数火星探査機を用いた火星大気上下結合の観測的研究2023

    • 著者名/発表者名
      益永 圭、寺田 直樹、吉田 奈央、中村 勇貴、黒田 剛、吉岡 和夫、鈴木 雄大、中川 広務、木村 智樹、土屋 史紀、村上 豪、山崎 敦、臼井 寛裕、吉川 一朗
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] コメットインターセプターミッションに搭載する水素撮像装置の開発2023

    • 著者名/発表者名
      吉岡 和夫、吉川 一朗、鈴木 雄大、村上 豪、桑原 正輝、亀田 真吾、田口 真
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The Hydrogen Lyman-alpha imager for Comet Interceptor mission2022

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshioka, G. Murakami, M. Kuwabara, Y. Suzuki, S. Kameda, M. Taguchi, T. Kawahara, I. Yoshikawa, Y. Shinnaka, H. Kawakita
    • 学会等名
      JpGU 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of stray light generated by bandpass filters in visible light optics and focusing performance of optical systems2022

    • 著者名/発表者名
      K. Goda, A. Yamazaki, Y. Suzuki, K. Yoshioka, K. Enya, S. Sugita
    • 学会等名
      JpGU 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Specifications and development of Hydrogen Imager for Comet Interceptor mission2022

    • 著者名/発表者名
      A. Yamazaki, K. Goda, Y. Suzuki, M. Taguchi, M. Kuwabara, K. Yoshioka
    • 学会等名
      JpGU 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水星の表面組成分布と大気分布の相関関係2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大、吉岡 和夫、村上 豪、吉川 一朗
    • 学会等名
      JpGU 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 数値シミュレーションを用いたDynamically New Cometsの判別指標の解明に向けた研究2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 雄斗, 鈴木 雄大, 吉岡 和夫
    • 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
  • [学会発表] 彗星のコマ中のライマンα線の放射輝度分布に対する原子間衝突および多重散乱の寄与2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大、吉岡 和夫、益永 圭、河北 秀世、新中 善晴、村上 豪、木村 智樹、土屋 史紀、山崎 敦、吉川 一朗
    • 学会等名
      第152回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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