粒子シミュレーションによる小惑星表層の衝突進化過程の解明

• 研究課題/領域番号: 24540459
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 千葉工業大学
• 研究代表者: 和田 浩二 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (10396856)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 天体衝突 / 数値シミュレーション / 粉体 / 小惑星

研究成果の概要

小惑星ならびに微惑星の表層は微小重力下の高空隙粉体層である．離散要素法等を用いた衝突数値シミュレーションを行うことで，そこで生じる天体衝突過程を明らかにし，小惑星ならびに微惑星進化に及ぼす天体衝突の影響を評価することが本研究の目的である．研究の結果，衝突天体が潜り込む貫入過程における抵抗則が明らかとなり，また衝突によって生じるイジェクタの総量は衝突天体の運動量に概ね比例することが明らかとなった．これらの結果から，天体衝突による成長と削剥のバランスによって決まる小惑星表層進化過程をより定量的に考察することが可能となった．

研究成果

• [雑誌論文] Crater-Ray Formation by Impact-Induced Ejecta Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono, A. I. Suzuki, K. Wada, N. K. Mitani, S. Yamamoto, M. Arakawa, S. Sugita, J. Haruyama, and A. M. Nakamura
  • 雑誌名: Icarus 巻: 250 ページ: 215-221
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.11.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulations of Impacts of a spherical Shell Projectile on Small Asteroids (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Senshu, H., Wada, K., and TDSS team
  • 雑誌名: Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. 46th 巻: 1 ページ: 1868-1868
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Electrostatic lofting of dust aggregates near the terminator of airless bodies and its implication for the formation of exozodiacal disks (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Senshu, H., and Wada, K.
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 未定 ページ: 64-72
  • DOI: 10.1016/j.pss.2014.03.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Examination of Collisional Growth of Silicate Dust in Protoplanetary Disks (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, T., Kadono,T. and Wada, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 783 号: 2 ページ: L36-L36
  • DOI: 10.1088/2041-8205/783/2/l36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large Scale Impact Experiments Simulating Small Carry-On Impactor (SCI) Equipped on Hayabusa-2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Arakawa, M., Saiki, T., Imamura, H., Hayakawa, M., Okamoto, C., Shirai, K., Takagi, Y., Kadono, T., Tsuda, Y., Yano, H., Nakazawa, S., Hirata, N., Ogawa, K., Iijima, Y., Michel, P., and Jutzi, M.
  • 雑誌名: Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. 巻: 45
• [雑誌論文] Growth efficiency of dust aggregates through collisions with high mass ratios (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Tanaka, H., Okuzumi, S., Kobayashi, H., Suyama, T., Kimura, H., and Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 559 ページ: A62-A62
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluffy dust forms icy planetesimals by static compression (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Kataoka, H. Tanaka, S. Okuzumi, and K. Wada
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 557 ページ: L4-L4
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Static compression of porous dust aggregates (2013)
  • 著者名/発表者名: Akimasa Kataoka
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: (印刷中)(oin press)(未定) ページ: A4-A4
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201321325
  • 査読あり
• [雑誌論文] A formation mechanism for concentric ridges in ejecta surrounding impact craters in a layer of fine glass beads (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A. I., Nakamura, A. M., Kadono, T., Wada, K., Yamamoto, S., & Arakawa, M.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 225 号: 1 ページ: 298-307
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2013.03.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] はやぶさ2 SCI/DCAM3 チーム，2013, 火の鳥「はやぶさ」未来編その 3 ～SCI/DCAM3と衝突の科学～, (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒川政彦，和田浩二
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌（遊・星・人） 巻: Vo. 22, No.3 ページ: 152-158
• [雑誌論文] PENETRATION PROCESS IN GRANULAR MEDIA REVEALED BY NUMERICAL SIMULATION. (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., and Nakamura, A. M.
  • 雑誌名: Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. 巻: 44 ページ: 1466-1466
• [雑誌論文] SMALL CARRY-ON IMPACTOR (SCI): ITS SCIENTIFIC PURPOSE, OPERATION, AND OBSERVATION PLAN IN HAYABYSA-2 MISSION (2013)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, M., Saiki, T., Wada, K., et al.
  • 雑誌名: Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. 巻: 44 ページ: 1904-1904
• [雑誌論文] Impact and intrusion experiments on the deceleration of low-velocity impactors by small-body regolith (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, A. M., Setoh, M.,Wada, K., Yamashita, Y., and Sangen, K.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 223 ページ: 222-233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometrical cross sections of dust aggregates and a compression model for aggregate collisions (2012)
  • 著者名/発表者名: Suyama, T., Wada, K., Tanaka, H., and Okuzumi, S.
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 753
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid coagulation of porous dust aggregates outside the snow line: A pathway to successful icy planetesimal formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Okuzumi, S., Tanaka, H., Kobayashi, H., and Wada, K.
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 752
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of cosmic dust aggregates and reexamination of particle interaction models. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H., Wada, K., Suyama, T., and Okuzumi, S.
  • 雑誌名: Prog. Theor. Phys. Suppl. 巻: 195 ページ: 101-113
  • NAID: 110009488986
  • 査読あり
• [学会発表] Hayabusa2 deployable camera 3 (DCAM3) for impact experiment on asteroid: scientific observation plan and instrument performance (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, K., M. Arakawa, M., K. Wada, K. Shirai, H. Sawada, R. Honda, K. Ishibashi, T. Kadono, N. Sakatani, S. Nakazawa, H. Hayakawa
  • 学会等名: 46th Lunar Planet. Sci. Conf.
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2015-03-19
• [学会発表] Numerical Simulations of Impacts of a spherical Shell Projectile on Small Asteroids (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., H. Senshu, K. Wada, and TDSS team
  • 学会等名: 46th Lunar Planet. Sci. Conf.
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] How to detect a small crater produced by Small Carry-on Impactor (SCI) using Thermal InfraRed Camera (TIR) (2015)
  • 著者名/発表者名: Wada, K.
  • 学会等名: The 4th HJST meeting
  • 発表場所: JAXA （神奈川県相模原市）
  • 年月日: 2015-02-24
• [学会発表] モノマーサイズ分布をもつダストの衝突：ダストサイズの影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 和田浩二
  • 学会等名: 新学術領域「系外惑星」B01, B02 班研究会「円盤から惑星・衛星へ：形成と進化」
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • 年月日: 2015-02-16
• [学会発表] Small Carry-On Impactor (SCI) and Deployable Camera 3 (DCAM3) in Hayabusa-2 Mission. (2014)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, M., T. Saiki, K. Wada, T. Kadono, Y. Takagi, K. Shirai, C. Okamoto, H. Yano, M. Hayakawa, S. Nakazawa, N. Hirata, M. Kobayashi, P. Michel, M. Jutzi, H. Imamura, K. Ogawa, Y. Iijima, R. Honda, K. Ishibashi, N. Sakatani, H. Hayakawa, H. Sawada
  • 学会等名: AIDA international workshop
  • 発表場所: JHUAPL, MD, USA
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] 小惑星における「衝突」を見る (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田浩二
  • 学会等名: 赤外線観測と惑星科学
  • 発表場所: 惑星科学研究センター（CPS）（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-10-09
• [学会発表] モノマーサイズ分布のあるダストアグリゲイトの衝突とイジェクタ量 (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田浩二，田中秀和，小林浩，奥住聡，木村宏
  • 学会等名: 日本惑星科学会2014 年秋季講演会
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパスさくらホール（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Numerical simulation of various types of dust aggregate collisions. (2014)
  • 著者名/発表者名: Wada, K.
  • 学会等名: The influence of material and temperature on the dust coagulation in protoplanetary disks
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-08-06
• [学会発表] Ejecta Mass at Collisions of Dust Aggregates (2014)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., H. Tanaka, H. Kobayashi, S. Okuzumi
  • 学会等名: 第7回Cosmic Dust研究会
  • 発表場所: 大阪産業大学梅田サテライトキャンパス（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-08
• [学会発表] はやぶさ２小型搭載型衝突装置による科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田浩二，SCI チーム，DCAM3 チーム
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014 年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28
  • 招待講演
• [学会発表] Large Scale Impact Experiments Simulating Small Carry-On Impactor (SCI) Equipped on Hayabusa-2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Arakawa, M., Saiki, T., Imamura, H., Hayakawa, M., Okamoto, C., Shirai, K., Takagi, Y., Kadono, T., Tsuda, Y., Yano, H., Nakazawa, S., Hirata, N., Ogawa, K., Iijima, Y., Michel, P., and Jutzi, M.
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf. 45th
  • 発表場所: Woodlands, TX, USA
• [学会発表] ダスト衝突時のイジェクタ量について (2014)
  • 著者名/発表者名: 和田浩二，田中秀和，小林浩，奥住聡
  • 学会等名: 新学術領域 B01 班研究会「原始惑星系円盤から惑星へ」
  • 発表場所: 神戸大学CPS, 兵庫県
• [学会発表] Amount of ejecta mass at dust aggregate collisions (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Tanaka, H., H. Kobayashi, and S. Okuzumi
  • 学会等名: Exoplanets and Disks: Their formation and Diversity II, The 5nd Subaru International Conference
  • 発表場所: Keauhou Kona, Hawaii, USA
• [学会発表] イジェクタカーテン観測からイジェクタの放出角度と速さ を推定する方法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田浩二, 辻堂さやか, 荒川政彦
  • 学会等名: 日本惑星科学会2013 年秋季講演会
  • 発表場所: 石垣市民会館，沖縄県
• [学会発表] 衝突実験と数値 計算におけるクレーターレイの形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 門野敏彦，鈴木絢子，和田浩二，山本聡，荒川政彦，杉田精司，中村昭子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013 年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉県
• [学会発表] Small Carry-on Impactor (SCI): Its scientific purpose, operation, and observation plan in Hayabusa-2 mission. (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, K.
  • 学会等名: Korea-Japan Joint Workshop on Solar System Research
  • 発表場所: Daejeon, Korea
• [学会発表] PENETRATION PROCESS IN GRANULAR MEDIA REVEALED BY NUMERICAL SIMULATION (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., and Nakamura, A. M.
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf. 44th
  • 発表場所: Woodlands, TX, USA
• [学会発表] Collision simulation of dust aggregates with monomer size distributions (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Tanaka, H., Suyama, T., Kimura, H., and Yamamoto, T.
  • 学会等名: Cosmic Dust
  • 発表場所: CPS, Kobe
• [学会発表] Penetration Resistance in Porous Granular Bodies: Results from Numerical Simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, K. and Nakamura, A. M.
  • 学会等名: Asteroids, Comets, Meteor 2012
  • 発表場所: Toki Messe (Niigata Convention Center), Niigata, Japan