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2018 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 / r-プロセス / s-プロセス
研究実績の概要

分析班は始原的隕石を高圧分解装置で完全分解し、SrおよびNd同位体比を測定した。その結果、エンスタタイトコンドライト(EC)および普通コンドライト(OC)のSr・Nd同位体比は均質で、地球より若干s-核種に欠乏する異常を示した。一方、炭素質コンドライト(CC)はSr同位体比にバラつきが見られ、μ84Sr-μ148,150Nd図上で、s核種端成分と地球組成との混合線から外れる結果が得られた。このずれはCCに含まれる難揮発性包有物CAIが原因であることが分かった。地球、EC、OC、およびCCからCAIを差し引いた成分に見られるSr・Nd同位体不均質は、初期太陽系におけるs-核種とr-核種の不均質分布によって生まれており、それは初期太陽系星雲でのダストの選択的熱破壊とCC形成領域へのケイ酸塩ダストの輸送に起因することが判明した。
起源班は、r核種と同一天体で合成されることが示唆されているZnの銀河系における組成進化を計算し、特殊な超新星の一つである強磁場超新星起源がZnの起源天体であることを明らかにした。これはSrなどの軽いr核種が超新星で合成される仮説と無矛盾であり、同位体異常の原因に超新星が寄与する可能性を補強することができた。
物理班は原始太陽系星雲の温度分布の進化を最近の抵抗性磁気流体シミュレーションによって調べたところ、星雲は従来の理論的推定よりも早い段階で低温化することが判明した 。これは、原始太陽系物質の同位体的な均質化が、星雲形成直後のごく短期間にのみ起こり得たことを示唆する。また、分子雲コア内部の固体微粒子が非一様に分布していた場合、それから形成される原始惑星系円盤内の固体微粒子分布がどうなるかを理論的に調べた結果、非一様な分布になる可能性もあることがわかった。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Refinement of the Micro‐Distillation Technique for Isotopic Analysis of Geological Samples with pg‐Level Osmium Contents2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Nao、Yokoyama Tetsuya、Ishikawa Akira
    • 雑誌名

      Geostandards and Geoanalytical Research

      巻: 43 ページ: 231~243

    • DOI

      10.1111/ggr.12262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fractionation of highly siderophile elements in metal grains from unequilibrated ordinary chondrites: Implications for the origin of chondritic metals2019

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

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 244 ページ: 197~215

    • DOI

      10.1016/j.gca.2018.10.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleosynthetic Sr-Nd isotope correlation in chondrites: Evidence for nebular thermal processing and dust transportation in the early Solar System2019

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

      The Astrophysical Journal

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature Structure in the Inner Regions of Protoplanetary Disks: Inefficient Accretion Heating Controlled by Nonideal Magnetohydrodynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Mori Shoji、Bai Xue-Ning、Okuzumi Satoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 872 ページ: 98~98

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab0022

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dust Pileup at the Dead-zone Inner Edge and Implications for the Disk Shadow2019

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

      The Astrophysical Journal

      巻: 871 ページ: 10~10

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaf3a1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Early Chemical Evolution of Zn Driven by Magnetorotational Supernovae and the Pathway to the Solar Zn Composition2018

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto Takuji、Nishimura Nobuya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 863 ページ: L27~L27

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aad86b

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Collisional Growth of Icy Dust Aggregates in the Disk Formation Stage: Difficulties for Planetesimal Formation via Direct Collisional Growth outside the Snowline2018

    • 著者名/発表者名
      Homma Kenji、Nakamoto Taishi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 868 ページ: 118~118

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae0fb

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impacts of Dust Feedback on a Dust Ring Induced by a Planet in a Protoplanetary Disk2018

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa Kazuhiro D.、Muto Takayuki、Okuzumi Satoshi、Tanigawa Takayuki、Taki Tetsuo、Shibaike Yuhito
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 868 ページ: 48~48

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae837

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Does Misalignment between Magnetic Field and Angular Momentum Enhance or Suppress Circumstellar Disk Formation?2018

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Y.、Okuzumi S.、Iwasaki K.、Machida M. N.、Inutsuka S.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 868 ページ: 22~22

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae4dc

    • 査読あり
  • [学会発表] Molybdenum isotopic evidence for nebular thermal processing and material transportation in the inner solar system.2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, T., Fukai, R., Tsujimoto, T.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] ダストからガスへの摩擦反作用が巨大惑星が作るダストリング構造に与える 影響2019

    • 著者名/発表者名
      金川和弘, 武藤恭之, 奥住聡, 谷川享行, 瀧哲朗, 芝池諭人
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
  • [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
      3rd Korea-Japan Joint Workshop on Isotope-Ratio Mass Spectrometry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molybdenum isotopic evidence for late accretion of outer Solar System materials2018

    • 著者名/発表者名
      okoyama, T., Nagai, Y., Hirata, T.
    • 学会等名
      日本地球化学会2018年年会
  • [学会発表] 希土類元素創生:2018年宇宙の旅2018

    • 著者名/発表者名
      辻本拓司
    • 学会等名
      日本希土類学会
    • 招待講演
  • [学会発表] r-process study based on stellar abundances and meteorites2018

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto, T.
    • 学会等名
      Gravitational wave physics and astronomy: Genesis, Area Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 星と隕石の化学組成に刻まれたr過程元素の起源と進化2018

    • 著者名/発表者名
      辻本拓司
    • 学会等名
      重力波観測時代のrプロセスと不安定核
    • 招待講演
  • [学会発表] r-process nucleosynthesis and enrichment2018

    • 著者名/発表者名
      Takuji Tsujimoto
    • 学会等名
      Gravitational wave physics and astronomy: Genesis, Second Annual Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] A Model for Generation of Isotope Anomalies in the Inner Solar System by Inhomogeneous Molecular Cloud Core2018

    • 著者名/発表者名
      Taishi Nakamoto and Akira Takeishi
    • 学会等名
      in workshop "Meteorites - Understanding the origin of planetodiversity"
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機物マントルを持つ岩石ダストの付着:モデル構築と微惑星形成への応用2018

    • 著者名/発表者名
      本間和明, 奥住聡
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [学会発表] 周惑星円盤における微衛星形成に対するダストサイズ分布の影響2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎遼平, 奥住聡, 芝池 諭人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [学会発表] Temperature Structure of Weakly-Ionized Protoplanetary Disks2018

    • 著者名/発表者名
      森昇志, Xuening Bai, 奥住聡
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [学会発表] ダストとスノーラインの共進化: 数値計算法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      奥住聡, Neal Turner
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] 原始惑星系円盤中の非理想磁気流体力学効果に依存する温度構造2018

    • 著者名/発表者名
      森昇志, Xuening Bai, 奥住聡
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] 有機物マントルを持つシリケイトダストの合体成長と微惑星形成2018

    • 著者名/発表者名
      本間和明, 奥住聡
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] 焼結が誘起する若い原始惑星系円盤での多重ダストリング形成2018

    • 著者名/発表者名
      奥住聡, 百瀬宗武, 城野信一, 小林浩, 田中秀和, 田崎亮, 檜口航太
    • 学会等名
      日本惑星科学会2018年秋季講演会
  • [学会発表] 惑星形成研究の最新の動向と将来2018

    • 著者名/発表者名
      奥住聡
    • 学会等名
      宇宙電波懇談会シンポジウム2018
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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