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2018 年度 実績報告書

衝突剥離過程の解明:天体衝突による惑星間物質輸送への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H02990
研究機関東京工業大学

研究代表者

玄田 英典  東京工業大学, 地球生命研究所, 准教授 (90456260)

研究分担者 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)
岡本 尚也  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特別研究員(PD) (80756130)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード惑星起源・進化 / 地球化学 / 惑星探査 / 宇宙科学
研究実績の概要

本研究では、天体衝突によって物質が高速度で放出される衝突剥離過程の詳細を解明し、惑星間の物質輸送に関わる諸問題へ応用することを目的とする。天体衝突による物質の放出過程のうち、噴射過程と掘削過程については詳細な研究がされているが、惑星重力を振り切る程度の速度を持った放出物が大量に放出される 衝突剥離過程については、実験的・理論的な困難さから、研究例は少なく、多くのことがわかっていない。本研究では、この困難さを真正面から克服し、衝突実験と衝突数値計算の2方面から衝突剥離過程の詳細を明らかにする。
2年度目となる2018年度においては、前述した研究目的を達成するために、衝突実験パートにおいては、初年度に導入した単一波長光源装置および、初年度に最適化した衝突実験システムを用いて、衝突条件依存性を調べるため、衝突速度、衝突角度を変化させた衝突実験を複数回実施した。本年度は、ポリカーボネイトを用いた衝突実験を行い、 数値計算と実際に比較することのできる実験データを取得した。数値計算パートでは、衝突実験とまったく同じ条件での高解像度のSPH衝突計算を行い、放出物が広がっていく様を実験で得られた結果と直接比較した。高解像度を用いた数値計算の結果は、衝突実験の結果と良く合うことがわかった。衝突地点付近で衝撃波通過後、物質がトコロテン式に押し出されて加速するメカニズムを実験的にも確かめることができた。本結果については、複数の学会で発表を行い、論文の執筆を行っている。

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

本研究の主目的ある「衝突剥離過程の詳細を解明」について、前年度の数値計算で発見した「後期加速メカニズム」を衝突実験でも確認することができたので、「おおむね順調に進展している」ということができる。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画通りに研究を推進する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] パリ地球物理研究所(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      パリ地球物理研究所
  • [雑誌論文] Impact degassing and atmospheric erosion on Venus, Earth, and Mars during the late accretion2019

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba Haruka、Kurokawa Hiroyuki、Genda Hidenori
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 317 ページ: 48~58

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2018.05.035

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collisional disruption of planetesimals in the gravity regime with iSALE code: Comparison with SPH code for purely hydrodynamic bodies2018

    • 著者名/発表者名
      Suetsugu Ryo、Tanaka Hidekazu、Kobayashi Hiroshi、Genda Hidenori
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 314 ページ: 121~132

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2018.05.027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Impact Origin of Phobos and Deimos. IV. Volatile Depletion2018

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Ryuki、Genda Hidenori、Charnoz Sebastien、Pignatale Francesco C. F.、Rosenblatt Pascal
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 860 ページ: 150 (10pp)

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aac024

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Implantation of Martian Materials in the Inner Solar System by a Mega Impact on Mars2018

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Ryuki、Genda Hidenori
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 856 ページ: L36 (6pp)

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aab7f0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 ページ: 197~206

    • DOI

      10.14909/yuseijin.27.3_197

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 太陽系ハビタブル惑星の成立を探る火星衛星探査計画MMX2018

    • 著者名/発表者名
      倉本 圭、諸田 智克、長岡 央、中川 広務、中村 智樹、小川 和律、大嶽 久志、尾崎 正伸、佐々木 晶、千秋 博紀、橘 省吾、川勝 康弘、寺田 直樹、臼井 寛裕、和田 浩二、渡邊 誠一郎、MMX study team、藤本 正樹、玄田 英典、平田 成、今村 剛、亀田 真吾、松本 晃治、宮本 英昭
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人

      巻: 27 ページ: 207~215

    • DOI

      10.14909/yuseijin.27.3_207

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 火星衛星フォボスとディモスの起源・進化の現状理解2018

    • 著者名/発表者名
      兵藤 龍樹、玄田 英典
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人

      巻: 27 ページ: 216~223

    • DOI

      10.14909/yuseijin.27.3_216

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Impact-driven material transportation in the Mars system2019

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介, 藤田和央, 玄田英典, 兵頭龍樹, 三河内岳, 新原隆史, 岡本尚也, 金田康正, 松井孝典
    • 学会等名
      7th Life in the Universe Workshop by Astrobiology center
  • [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
    • 国際学会
  • [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
  • [学会発表] 衝突点近傍から放出されるイジェクタの超高速撮像:SPH シミュレーションとの比較2019

    • 著者名/発表者名
      岡本尚也, 黒澤耕介,玄田英典, 松井孝典
    • 学会等名
      平成30年度: 天体の衝突物理の解明(XIV)
  • [学会発表] Collisions during planet and satellite formation2018

    • 著者名/発表者名
      Genda, H.
    • 学会等名
      The Eighth East Asian Numerical Astrophysics Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 天体衝突による火星物質の放出過程について2018

    • 著者名/発表者名
      玄田英典、黒澤耕介、岡本尚也
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2018年秋季講演会
  • [学会発表] Assessment of microbial contamination probability for sample return from Martian moons2018

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa, K., K. Fujita, H. Genda, R. Hyodo, T. Mikouchi, Phobos/Deimos Microbial Contamination Assessment team
    • 学会等名
      Committee on the Review of Planetary Protection Requirements for Sample Return from Phobos and Deimos
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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
    • 国際学会
  • [学会発表] The roles of hypervelocity impacts on the surface evolution of the Hadean Earth2018

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介, 岡本尚也, 薮田ひかる, 小松吾郎, 松井孝典
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 火星圏物質輸送II: 衛星上の火星物質と滅菌2018

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介, 兵頭龍樹, 玄田英典, 山岸昭彦, 藤田和央
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会

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公開日: 2021-01-27  

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