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2017 年度 実績報告書

隕石の重元素安定同位体異常からひもとく惑星系の起源

研究課題

研究課題/領域番号 16H04081
研究機関東京工業大学

研究代表者

横山 哲也  東京工業大学, 理学院, 教授 (00467028)

研究分担者 平田 岳史  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10251612)
辻本 拓司  国立天文台, 光赤外研究部, 助教 (10270456)
中本 泰史  東京工業大学, 理学院, 教授 (60261757)
奥住 聡  東京工業大学, 理学院, 准教授 (60704533)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード同位体異常 / 隕石 / 小惑星帯 / 惑星形成
研究実績の概要

分析班は隕石のNd同位体異常に関する論文を国際誌EPSLに発表した。耐酸性粒子を含む普通・炭素質コンドライト隕石全岩を高温・高圧条件下で完全分解した後、TIMSを用いて高精度Nd同位体分析を行った。その結果、コンドライトには核合成起源のNd安定同位体異常が存在し、それは初期太陽系におけるプレソーラー粒子の不均質分布が原因であると結論づけた。分析班は更に、CAIのSr同位体異常に関する論文を国際誌ApJに発表した。Allende隕石中の3種類のCAI(FTA・Type B・FS)の精密Sr安定同位体分析を行ったところ、FTAはType Bと比較し有意に高いμ84Sr値を持ち、FTA内部にμ84Sr値の不均質性が存在することを発見した。これはFTAがSr同位体組成の異なる複数のリザバーから凝縮したことを示している。一方、Type Bは先行研究同様、一定のμ84Sr値を持ち、再溶融によりμ84Sr値が均質化したことが明らかとなった。分析班は更に、年代分析や同位体分析の精度を高めるためのデイリーイオン検出器の開発や、隕石試料の鉱物分析を行うためのイメージングソフトの改良を行った。
起源班はr核種の合成天体を同定するため、矮小銀河Dracoのr核種組成に関する高分散観測をすばる望遠鏡で遂行した。観測のデータ解析結果を説明するには、r核種合成イベントが中性子星合体である可能性が高いことを明らかにした。
物理班は原始惑星系円盤の形成と円盤内の微小ダストの移動を調べ,不均質な分子雲コアが隕石中の同位体異常の要因となる可能性について検討を進めた。また、分子雲からの物質の流入があるような若い原始惑星系円盤における微粒子の成長と移動を計算し、円盤の温度が低下しさえすれば中心星から数天文単位の距離で微惑星が形成されることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究代表者、および分担者は本研究に深く関連する論文を国際誌に合計17本公表するなど、精力的に研究を遂行することができた。また、研究代表者は著名な国際学会であるGoldschmidt conferenceにおいてr-processの起源に関する招待講演を行うなど、国際的にも注目度の高い成果が出始めている。

今後の研究の推進方策

分析班は分析法がほぼ立ち上がったYbの同位体分析を集中的に行う。代表的な隕石の分析を実施してデータを取得し、他の同位体システムの結果と合わせ、隕石同位体異常の原因を解明する。
起源班は昨年度に引き続き、太陽系のr-process核種の起源に関する研究を行う。今年度は通常の超新星と中性子星合体に加え、磁気駆動型超新星の元素合成にも着目する。磁気駆動型超新星の元素合成はほとんど研究がすすんでおらず、不明点も多いが、条件によっては軽いr-核種から重いr-核種までを一体的に合成可能であるため、非常に重要な天文現象である。隕石の同位体異常のデータとあわせ、元素合成の新たな可能性を探る。
物理班は原始太陽系星雲内における同位体異常形成のモデルとして、拡散の効果について検討をすすめる。また、円盤でのダスト進化の数値計算コードの開発を進める。
研究計画最終年度であるため、各班の成果を統合し、同位体異常形成のモデル構築を行う。また、学術論文を執筆し、投稿する。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 3件、 査読あり 17件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Re-Os isotope systematics and fractionation of siderophile elements in metal phases from CBa chondrites2018

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Nao、Yokoyama Tetsuya、Okabayashi Satoki、Usui Tomohiro、Iwamori Hikaru
    • 雑誌名

      Meteoritics and Planetary Science

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1111/maps.13050

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Origin and Evolution of Nucleosynthetic Sr Isotope Variability in Calcium and Aluminum-rich Refractory Inclusions2018

    • 著者名/発表者名
      Myojo Kunihiro、Yokoyama Tetsuya、Okabayashi Satoki、Wakaki Shigeyuki、Sugiura Naoji、Iwamori Hikaru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 853 ページ: 48~48

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa9f2e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] iQuant2 : software for rapid and quantitative imaging using laser ablation-ICP mass spectrometry” to "Mass Spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Suzuki, Shuhei Sakata, Yoshiki Makino, Hideyuki Obayashi, Seiya Ohara, Kentaro Hattori, and Takafumi Hirata
    • 雑誌名

      Journal of Mass Spectrometry Society of Japan

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coupled Pb isotopic and trace element systematics of the Tissint meteorite: Geochemical signatures of the depleted shergottite source mantle2017

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki Ryota、Usui Tomohiro、Simon Justin I.、Jones John H.、Yokoyama Tetsuya、Tobita Minato
    • 雑誌名

      Earth Planet. Sci. Lett.

      巻: 474 ページ: 180~189

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2017.06.044

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neodymium isotope heterogeneity of ordinary and carbonaceous chondrites and the origin of non-chondritic 142 Nd compositions in the Earth2017

    • 著者名/発表者名
      Fukai Ryota、Yokoyama Tetsuya
    • 雑誌名

      Earth Planet. Sci. Lett.

      巻: 474 ページ: 206~214

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2017.06.036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] U-Pb age determination for zircons using laser ablation-ICP-mass spectrometry equipped with six multiple-ion counting detectors2017

    • 著者名/発表者名
      Hattori Kentaro、Sakata Shuhei、Tanaka Michitaka、Orihashi Yuji、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      J. Anal. Atom. Spectrom.

      巻: 32 ページ: 88~95

    • DOI

      10.1039/C6JA00311G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new approach for constraining the magnitude of initial disequilibrium in Quaternary zircons by coupled uranium and thorium decay series dating2017

    • 著者名/発表者名
      Sakata Shuhei、Hirakawa Shinsuke、Iwano Hideki、Danhara Tohru、Guillong Marcel、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Quaternary Geochronology

      巻: 38 ページ: 1~12

    • DOI

      10.1016/j.quageo.2016.11.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ 207Pb/206Pb isotope ratio measurements using two Daly detectors equipped on an ICP-mass spectrometer2017

    • 著者名/発表者名
      Obayashi Hideyuki、Tanaka Michitaka、Hattori Kentaro、Sakata Shuhei、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      J. Anal. Atom. Spectrom.

      巻: 32 ページ: 686~691

    • DOI

      10.1039/C6JA00291A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enrichment in r-process Elements from Multiple Distinct Events in the Early Draco Dwarf Spheroidal Galaxy2017

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto Takuji、Matsuno Tadafumi、Aoki Wako、Ishigaki Miho N.、Shigeyama Toshikazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 850 ページ: L12~L12

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aa9886

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal conductivity of porous aggregates2017

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Sota、Tanaka Hidekazu、Kataoka Akimasa、Nakamoto Taishi
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 608 ページ: L7~L7

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201732182

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive Study of Thermal Desorption of Grain-surface Species by Accretion Shocks around Protostars2017

    • 著者名/発表者名
      Miura Hitoshi、Yamamoto Tetsuo、Nomura Hideko、Nakamoto Taishi、Tanaka Kyoko K.、Tanaka Hidekazu、Nagasawa Makiko
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 839 ページ: 47~47

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa67df

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Apparent Disk-mass Reduction and Planetisimal Formation in GravitationallyUnstable Disks in Class 0/I Young Stellar Objects2017

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Y.、Okuzumi S.、Kataoka A.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 838 ページ: 151~151

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa6081

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Dust Radial Drift on Viscous Evolution of Gaseous Disk2017

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa Kazuhiro D.、Ueda Takahiro、Muto Takayuki、Okuzumi Satoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 844 ページ: 142~142

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa7ca1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytic Expressions for the Inner-rim Structure of Passively Heated Protoplanetary Disks2017

    • 著者名/発表者名
      Ueda Takahiro、Okuzumi Satoshi、Flock Mario
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 843 ページ: 49~49

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa74b5

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electron Heating and Saturation of Self-regulating Magnetorotational Instability in Protoplanetary Disks2017

    • 著者名/発表者名
      Mori Shoji、Muranushi Takayuki、Okuzumi Satoshi、Inutsuka Shu-ichiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 849 ページ: 86~86

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8e42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Satellitesimal Formation via Collisional Dust Growth in Steady Circumplanetary Disks2017

    • 著者名/発表者名
      Shibaike Yuhito、Okuzumi Satoshi、Sasaki Takanori、Ida Shigeru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 846 ページ: 81~81

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8454

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Harvesting the decay energy of 26Al to drive lightning discharge in protoplanetary discs2017

    • 著者名/発表者名
      Johansen Anders、Okuzumi Satoshi
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 609 ページ: A31~A31

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201630047

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Trace Element Analysis and Iron Isotopic Signature of Lunar Regolith2018

    • 著者名/発表者名
      Okabayashi, S., Yokoyama, T., Terakado, K., Galimov, E.M.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
  • [学会発表] Meteoritical Perspective on the Origin of r-Process Nuclides in the Solar System2018

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, T., Fukai, R., Tsujimoto, T.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
  • [学会発表] Formation of Metal Phases in CR Chondrites: Implications from Highly Siderophile Elements2018

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi, N., Yokoyama, T., Okabayashi, S., Iwamori, H
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
  • [学会発表] Geochemistry, Petrology, and Sm-Nd Dating of a Stannern Group Eucrite, Northwest Africa 71882018

    • 著者名/発表者名
      Kagami, S., Haba, M.K., Yokoyama, T., Usui, T., Greenwood, R.C.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
  • [学会発表] Isotopic dichotomy in the early Solar System inferred from nucleosynthetic Sr isotope anomalies in bulk chondrites2017

    • 著者名/発表者名
      Fukai, R., Yokoyama, T., Sugimoto, K.
    • 学会等名
      The Seventh Symposium on Polar Science, National Institute of Polar Research
  • [学会発表] Origin of R-Process Nuclides in the Solar System: Astronomical and Meteoritical Perspectives2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, T., Fukai, R., Tsujimoto, T.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 招待講演
  • [学会発表] High Precision Sr Isotope Measurements for Bulk Chondrites with Complete Sample Digestion2017

    • 著者名/発表者名
      Fukai, R., Yokoyama, T., Okui, W., Hasegawa, S.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
  • [学会発表] Lead Isotopic Systematics of Martian Meteorite Zagami2017

    • 著者名/発表者名
      Tobita, M., Usui, T., Niihara, T., Misawa, K., Yokoyama, T.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
  • [学会発表] r-process enrichment traced by Pu and Ba near the sun and in the Draco2017

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto, Takuji
    • 学会等名
      Observational Signatures of r-process nucleosynthesis in neutron star mergers
  • [学会発表] Distribution of 54Cr Isotope Anomalies in Asteroid Belt2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamoto, T., Takeishi, A.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • [学会発表] 惑星系形成2017

    • 著者名/発表者名
      中本泰史
    • 学会等名
      天体形成論 ;過去・現在・未来
    • 招待講演
  • [学会発表] Dust growth and planetesimal formation near the snow line in protoplanetary disks2017

    • 著者名/発表者名
      Okuzumi, S.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 招待講演
  • [学会発表] Dust growth inside and outside the snow line2017

    • 著者名/発表者名
      Okuzumi, S.
    • 学会等名
      Disk Formation Workshop 2017
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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