| 研究課題/領域番号 |
15K05015
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
田中 今日子 北海道大学, 低温科学研究所, 学術研究員 (70377993)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 宇宙ダスト / 凝縮 / 核生成 |
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| 研究実績の概要 |
宇宙ダスト微粒子の生成や進化を考える上で核生成過程は重要なプロセスである。しかし核生成時にできる凝縮核が非常に小さく分子サイズになるため、その生成率を良く予言する一般的な理論がまだないという問題がある。近年、核生成や結晶成長のその場観察実験などが精力的に行われ、核生成時の詳細なデータの取得が可能になってきた。特に連携研究者が中心となり宇宙ダストの生成過程を模擬した核生成実験により、均質核生成が起きる温度や圧力を同時に測定するその場観測に成功した。地上実験だと重力による対流が生じるが，重力がほとんどない環境では対流を抑えた理想的な実験が可能である。本研究では2012 年に打ち上げられた観測ロケットS-520-28 号機による微小重力実験により行われた鉄の均質核生成実験の結果と核生成理論との詳細な比較を行うことにより鉄の付着確率を求めた。その結果、これまで100%と考えられていた付着確率が，実は0.002%程度と非常に小さいことが明らかになった。この結果は，宇宙において金属鉄粒子の生成は非常に限定的であり、鉄の主要な存在形態は純粋な金属ではないということを示唆する。本成果はScience Advancesに掲載され、北海道大学のプレスリリースでも発表された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
微小重力実験により行われた鉄の均質核生成実験の結果と理論との詳細な比較を行うことにより凝縮の際の鉄の付着確率を求めた。この結果から宇宙において金属鉄粒子の生成は非常に限定的であり、鉄の主要な存在形態は純粋な金属ではないということを示唆する重要な知見が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの実験や我々が行ってきた核生成の分子動力学計算などにより、気相から凝縮する際は、すぐに固体ができるのではなく、まずはじめに過冷却液滴ができる可能性が示された。過冷却液滴はいずれ固化すると考えられるがその振る舞いはまだ良く分かっていない。本研究では過冷却液滴からの結晶化モデルを構築するとともに、超新星爆発時や巨星周りでの凝縮を考える際の主要物質について結晶核生成率を決定する界面エネルギーの導出を行い、宇宙ダスト生成問題に応用する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成28年度に連携研究者と研究打ち合わせをする予定であったが、都合がつかなくなり予定を平成29年度にずらしたため出張費に未使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
連携研究者との研究打ち合わせのための旅費に使用する。
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