• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

室内・数値衝突実験による氷天体衝突時のエネルギー分配・化学反応過程の解明

公募研究

研究領域水惑星学の創成
研究課題/領域番号 18H04464
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関千葉工業大学

研究代表者

黒澤 耕介  千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (80616433)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード天体衝突 / 衝撃脱ガス / 水–有機物 / C型小惑星 / 二段式軽ガス銃 / 質量分析 / 小惑星探査 / リュウグウ / 高速度天体衝突 / 水-岩石-有機物相互作用 / 相変化 / 化学反応 / 惑星システム / 衝突誘起相変化 / 揮発性元素分配 / 火星 / 蒸発岩 / 二段式水素ガス銃 / 衝撃加熱 / 高速度衝突実験
研究実績の概要

二段式水素ガス銃は, 惑星科学における重要素過程である天体衝突現象を調べる上で理想的な加速器の一つである. 2019年度までで二段式水素ガス銃を用いつつ, 銃由来の化学汚染を極力抑える実験手法を確立し, 衝突で発生するガス成分の気相化学分析を行う手順を確立した. 2020年度はこの成果を論文としてまとめ, 国際誌に報告した.
本手法をC型小惑星構成物質模擬試料を用いた衝撃脱ガス実験に適用した. C型小惑星は内側太陽系への水と有機物の主要な運び手であると考えられており, その起源と進化を探るべく, はやぶさ2, OSIRIS-RExといった小惑星探査の対象天体となっている. これらの探査からわかってきたことはC型小惑星であるリュウグウ, Bennuはその歴史を通じて様々な衝突現象を経験したこと, リュウグウはその歴史のどこかの時点で加熱を受け, 揮発性成分の大部分を失っていることである. そこでC型小惑星に内包される揮発性成分の衝撃に対する安定性を調べるべく, 系統的な衝撃実験を実施した. その結果, 衝撃によって放出される気体の主要成分はCO2であり, 小惑星帯における典型的な衝突速度の条件では衝突体質量の0.1 wt%程度の揮発性成分放出しか起こらないことが明らかとなった. 本研究の結果はリュウグウが揮発性成分を失った理由の一つとして挙げられている, 「リュウグウ母天体への多数の天体衝突による加熱説」を強く否定するものである. また実験の結果, 硫黄含有ガスの放出がほとんど起こらないことも明らかになった. これは天体衝突直下点の物質のS/C比が上昇することを意味する. 2020年末に地球に帰還するはやぶさ2がもたらすリュウグウからの回収試料を分析する際に天体衝突の痕跡を探す指標として有用であると期待される.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Crater-ray formation through mutual collisions of hypervelocity-impact induced ejecta particles2020

    • 著者名/発表者名
      Kadono Toshihiko、Suzuki Ayako I.、Matsumura Rintaro、Naka Junta、Suetsugu Ryo、Kurosawa Kosuke、Hasegawa Sunao
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 339 ページ: 260-264

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2019.113590

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generating metal-polluting debris in white dwarf planetary systems from small-impact crater ejecta2020

    • 著者名/発表者名
      Veras Dimitri、Kurosawa Kosuke
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 494 号: 1 ページ: 442-457

    • DOI

      10.1093/mnras/staa621

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessment of the probability of microbial contamination for sample return from Martian moons II: The fate of microbes on Martian moons2019

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Kosuke、Genda Hidenori、Hyodo Ryuki、Yamagishi Akihiko、Mikouchi Takashi、Niihara Takafumi、Matsuyama Shingo、Fujita Kazuhisa
    • 雑誌名

      Life Sciences in Space Research

      巻: 23 ページ: 85-100

    • DOI

      10.1016/j.lssr.2019.07.006

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Assessment of the probability of microbial contamination for sample return from Martian moons I: Departure of microbes from Martian surface2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita Kazuhisa、Kurosawa Kosuke、Genda Hidenori、Hyodo Ryuki、Matsuyama Shingo、Yamagishi Akihiko、Mikouchi Takashi、Niihara Takafumi
    • 雑誌名

      Life Sciences in Space Research

      巻: 23 ページ: 73-84

    • DOI

      10.1016/j.lssr.2019.07.009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhancement of Impact Heating in Pressure‐Strengthened Rocks in Oblique Impacts2019

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

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 23 ページ: 13678-13686

    • DOI

      10.1029/2019gl085174

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport of impact ejecta from Mars to its moons as a means to reveal Martian history2019

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Ryuki、Kurosawa Kosuke、Genda Hidenori、Usui Tomohiro、Fujita Kazuhisa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 19833-19833

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56139-x

    • 関連する報告書
      2019 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 Vaporization/Devolatilization of Evaporitic Minerals, Halite and Gypsum, in an Open System Investigated by a Two‐Stage Light Gas Gun2019

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Kosuke、Moriwaki Ryota、Komatsu Goro、Okamoto Takaya、Sakuma Hiroshi、Yabuta Hikaru、Matsui Takafumi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 13 ページ: 7258-7267

    • DOI

      10.1029/2019gl083249

    • NAID

      120006778529

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact cratering mechanics: A forward approach to predicting ejecta velocity distribution and transient crater radii2019

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Kosuke、Takada Satoshi
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 317 ページ: 135-147

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2018.06.021

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 火星隕石の放出過程2018

    • 著者名/発表者名
      黒澤 耕介、玄田 英典、岡本 尚也、松井 孝典
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人

      巻: 27 号: 3 ページ: 197-206

    • DOI

      10.14909/yuseijin.27.3_197

    • NAID

      130007546972

    • ISSN
      0918-273X, 2423-897X
    • 年月日
      2018-09-25
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dust Sensor with Large Sensitive Area Using Multi-Layer Insulation and Piezoelectric Elements2018

    • 著者名/発表者名
      KOBAYASHI Masanori、OKUDAIRA Osamu、KUROSAWA Kosuke、OKAMOTO Takaya、MATSUI Takafumi
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 16 号: 7 ページ: 691-697

    • DOI

      10.2322/tastj.16.691

    • NAID

      130007504897

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Impact simulations by using iSALE shock physics code: Its applications to planetary sciences2020

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介
    • 学会等名
      天文シミュレーションプロジェクトユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hypervelocity oblique impacts onto planets with N2-rich atmosphere: Characteristics of chemical reaction fields for reactive N-bearing species2020

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介, 森脇涼太, 鈴木宏二郎, 大田準一郎, 安川和孝, 黒川宏之, 多田隆二, 松井孝典
    • 学会等名
      8th Life in the Universe Workshop by Astrobiology center
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The roles of strength on shock-induced devolatilization from calcite2020

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa, K. H. Genda, S. Azuma, and K. Okazaki
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shock devolatilization of CI chondrite simulants2020

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa, K. R. Moriwaki, H. Yabuta, K. Ishibashi, G. Komatsu, and T. Matsui
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 天体衝突で発生する放出物カーテン中の電荷移動2019

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介, 岩澤聖徳, 奥住聡, 長谷川直, 村主崇行
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of impact heating in strength-supported media2019

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa, K., Genda, H., Wakita, S., Davison, T., Hyodo, R., Nakamura, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 岩石の塑性変形加熱: 炭酸塩岩からの衝撃脱ガス量を用いた検証2019

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介, 玄田英典
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Planetary protection issues: A Phobos case study2019

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa, K., H. Genda, R. Hyodo, A. Yamagishi, and K. Fujita
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shock vaporization/devolatilization of evaporites in an open system2019

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa, K. R. Moriwaki, G. Komatsu, T. Okamoto, H. Sakuma, H. Yabuta, and T. Matsui
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 天体衝突による惑星システムの擾乱を調べる室内衝突実験系の構築2018

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介, 森脇涼太, 小松吾郎, 岡本尚也, 佐久間博, 薮田ひかる, 松井孝典
    • 学会等名
      第2回水惑星学全体会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二段式水素ガス銃を用いた無隔膜開放系衝突脱ガス実験2018

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介, 森脇涼太, 小松吾郎, 岡本尚也, 佐久間博, 薮田ひかる, 松井孝典
    • 学会等名
      天体の衝突物理の解明(XIV)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Experimental study on oblique impacts with various projectiles2018

    • 著者名/発表者名
      Ayako, I. Suzuki, Yoichim Fujita, Shunya Harada, Masato Kiuchi, Yasunori Komoto, Eri Matsumoto, Tomomi Omura, Sae Shigaki, Erine Taguchi, Sayaka Tsujido, Kosuke Kurosawa, Sunao Hasegawa, Takayuki Hiraim Makoto Tabata, Hideki Tamura, Toshihiko Kadono, Akiko M. Nakamura, Masahiko Arakawa, Seiji Sugita, Ko Ishibashi
    • 学会等名
      9th Workshop on Catastrophic Disruption in the Solar System
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A full-chain analytical model to connect projectile/target properties with ejecta velocity distributions and transient crater radii2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Kurosawa, Satoshi Takada
    • 学会等名
      9th Workshop on Catastrophic Disruption in the Solar System
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 黒澤上席研究員のチームが衝突蒸気雲の気相化学分析手法を開発

    • URL

      http://www.perc.it-chiba.ac.jp/news/4317

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi