| 研究課題/領域番号 |
18K03721
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
中本 泰史 東京工業大学, 理学院, 教授 (60261757)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | コンドリュール / 隕石 / 微惑星形成 / 雷 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，3つの小課題に分割して研究を進めてきた：(課題1) 原始太陽系星雲中での雷発生の環境を調べる，(課題2) 雷によって加熱を受けたダスト粒子の温度変化を調べ，コンドリュールが形成され得るかどうかを明らかにする，(課題3) 雷によるコンドリュール形成と原始太陽系星雲中ダストの進化および微惑星形成の関係を明らかにする，である。
課題1に関し，原始太陽系星雲中で起こり得る帯電機構として，岩石微粒子と金属鉄微粒子の衝突による摩擦帯電を考えた。課題3とも関連させ，具体的状況として重力不安定により形成される微惑星内部の固体微粒子の沈殿を考えた。できたての微惑星はまだ大きく広がっており，その内部のガス中を固体微粒子が沈殿していく。この際，粒子サイズが異なるとガス抵抗が異なり，沈殿速度に違いが生じる。岩石粒子は大きく金属鉄粒子は小さいのでこれらは衝突し，それぞれ正と負に帯電（摩擦帯電）する。各粒子は沈殿を続け，大局的に正負の電荷分離が起こり，電場が生成される。本研究により，この電場は十分に強くなり，水素ガスの絶縁破壊が起こることがわかった。すなわち，固体微粒子が沈殿中の形成間もない微惑星の内部で，雷は発生し得る。
課題2に関しては，雷が発生して電流が流れ高温になったガスからの熱放射と熱伝導により前駆体ダスト粒子が加熱される様子を数値シミュレーションによって調べた。その結果，コンドリュールの加熱・溶融が起こる条件が明らかになった。また，温度の冷却率についても，分析から推定されている値に近い値となる条件がわかった。これについては，論文にまとめて学術誌に投稿した。
以上のように，重力不安定で誕生した微惑星内部で固体微粒子が沈殿して雷が起こり，コンドリュールが形成されるという従来にない全く新しいコンドリュール形成モデルを得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナウィルスの感染拡大により，出張等を中心に，種々の研究活動に支障が生じ研究の進展が遅れた。
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| 今後の研究の推進方策 |
課題1については，地球上の雷の研究者との協力を強化し，よりリアルな状況を検討する。課題2については，細かい点で詰める必要はあるが，いったんは完成したと考えている。課題3については，いろいろな状況を想定し，雷の発生可能性や微惑星形成との関連を明らかにするための研究を推進していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症の影響により，出張等が行えなかったため。次年度には，論文投稿のための準備費用（英文校正など）や投稿料，あるいは状況次第では出張費として活用する予定である。
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