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隕石から探る木星型惑星大移動説:模擬実験による有機物指標の確立

公募研究

研究領域新しい星形成論によるパラダイムシフト:銀河系におけるハビタブル惑星系の開拓史解明
研究課題/領域番号 21H00036
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
審査区分 理工系
研究機関横浜国立大学

研究代表者

癸生川 陽子  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70725374)

研究期間 (年度) 2021-06-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード炭素質コンドライト / 母天体プロセス / 有機物 / 太陽系小天体 / 有機物進化 / 小天体 / 隕石 / 太陽系有機物 / 地球外有機物
研究開始時の研究の概要

太陽系の惑星が形成されてから数億年の間に,木星や土星などの巨大ガス惑星の軌道が大きく変わったという説が理論研究から提唱されている。それに伴い,太陽系外縁部の小天体の軌道が散乱され,現在のメインベルト小惑星の軌道付近まで引き込まれた可能性が指摘されている。本研究では,そのような太陽系外縁部を起源とする小天体の証拠をメインベルト小惑星起源の隕石の中に探し,実験的研究もあわせた物質分析の観点から,理論計算と観測に加えて木星型惑星移動説への物質化学的裏付けを行う。

研究実績の概要

小天体がどこで形成されたのかは惑星形成過程を理解する上で重要である。しかし,小天体の現在の位置と集積した位置は必ずしも一致しない。小天体の集積位置は,隕石中の物質の同位体比が指標とされることが多い。本研究では,原始惑星系円盤内の各領域で集積した物質が小天体内部での水熱プロセスを経てどのような最終形態になるかを検証し,天体の集積位置の指標を確立することを目的として,隕石などにみられる複雑固体有機物の合成実験を行った。有機物の合成実験はKebukawa et al. (2013, Astrophys. J.)の手法をもとに,水質変質を受けていない彗星に豊富に含まれているホルムアルデヒド,メタノールなどを含む水溶液に,窒素源として,アンモニアスノーラインの外側を想定してアンモニアを,内側を想定してヘキサメチレンテトラミン(C6H12N4)を加えて150℃で3日間加熱することにより模擬隕石有機物の合成実験を行った。実験により生成した固体有機物はメタノールなどで洗浄したのち乾燥させ,赤外分光分析および軟X線吸分光分析により,固体有機物の官能基分析を行った。その結果,窒素源がない場合とある場合では明確な違いがみられたが,アンモニアを加えたものとヘキサメチレンテトラミンを加えたものとではあまり違いがみられなかった。隕石母天体における固体有機物の水熱プロセスによる生成において,窒素源がアンモニアかヘキサメチレンテトラミンかでは生成物の分子構造に大きな違いが見られないと考えられる。今後は,同時に生成する水溶性成分に違いがみられるかを検証するとともに,シアンなどを窒素源として異なる生成物が生じるかを明らかにする。

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

    (5件)

すべて 2024 2023 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Gamma-Ray-Induced Amino Acid Formation during Aqueous Alteration in Small Bodies: The Effects of Compositions of Starting Solutions2024

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Akari、Kebukawa Yoko、Kobayashi Kensei、Yoda Isao
    • 雑誌名

      Life

      巻: 14 号: 1 ページ: 103-103

    • DOI

      10.3390/life14010103

    • 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
  • [雑誌論文] Infrared absorption spectra from organic matter in the asteroid Ryugu samples: Some unique properties compared to unheated carbonaceous chondrites2023

    • 著者名/発表者名
      Kebukawa Y., Quirico E., Dartois E., Yabuta H., Bejach L., ...Tachibana S., et al
    • 雑誌名

      Meteoritics and Planetary Science

      巻: ー 号: 8 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1111/maps.14064

    • 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] Complex mixture of organic matter in a xenolithic clast from the Zag meteorite revealed by coordinated analyses using AFM-IR, NanoSIMS and STXM/XANES2023

    • 著者名/発表者名
      Kebukawa Yoko、Mathurin Jeramie、Dartois Emmanuel、Dazzi Alexandre、Deniset-Besseau Ariane、Duprat Jean、Remusat Laurent、Noguchi Takaaki、Miyake Akira、Igami Yohei、Paoletti Maximilien Verdier、Zolensky Michael E.、Engrand Cecile et al.、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 400 ページ: 115582-115582

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2023.115582

    • 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] 炭素質コンドライト母天体の形成位置の制約に向けた有機物形成実験2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 政紀、癸生川 陽子、小林 憲正
    • 学会等名
      JpGU2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 模擬実験による小天体形成位置の 有機物指標の確立に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      癸生川 陽子,鈴木 政紀
    • 学会等名
      新学術領域「星・惑星形成」2021年度大研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-08-11   更新日: 2024-12-25  

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