| 研究課題/領域番号 |
19015006
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
茅原 弘毅 大阪大学, 大学院・理学研究科, 招へい研究員 (70379296)
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| 研究分担者 |
小池 千代枝 大阪大学, 大学院・理学研究科, 招へい研究員 (20097835)
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| キーワード | 赤外線天文学 / 赤外線分光法 / 星周塵 / シリケイト / アモルフアス / 結晶化過程 / 分配係数 |
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| 研究概要 |
宇宙空間に存在する固体微粒子の光学特性を解明するため宇宙塵候補鉱物の赤外線分光測定を行った。観測研究から晩期星や若い星の周囲の固体微粒子(星周塵)はシリケイトが主な成分と考えられえており、それらには結晶質と非晶質のものがあることがわかっている。結晶成分は非晶質成分が何らかの加熱機構を経て形成したと考えられている。非晶質の結晶化過程において赤外線吸収スペクトルは段階的に変化していくが、本研究では特に非晶質母体の中で異方性を伴った結晶成長が起こる揚合に粒子の形状や赤外線吸収スペクトルに与える影響を解明することを目標として実験を行った。今年度の目標は、ゾルゲル法と真空凍結乾燥法を用いて、観測による星間吸収スペクトルを再現するような非晶質シリケイトを合成することであった。しかし、観測データと完全に一致する非晶質物質を作成することは難しく、様々な要因によって赤外線スペクトルが異なる特徴を示すことがわかった。比較的うまくいった試料を陵階的に加熱して結晶化させ吸収スペクトルの測定を行った。結晶化の程度と結晶部分の化学組成の相関から、結晶化過程における核形成の時間発展を実験的に示すことが出来た。また、輝石組成を持つシリケイトの赤外線吸収ピークの位置の変化を調べたところ、確かに異方性を伴う結晶成長が起こっていることが示唆される結果を得た。さらに、鉄とマグネシウムを両方含む非晶質シリケイトを作成し結晶化させて、鉄とマグネシウムの結晶相と非晶質相間の分配係数を調べたところ、マグネシウムが有意に結晶質に分配し、鉄は非晶:質に残ることが示された。観測的には、星周塵の組成は極めてマグネシウムに富んだ化学組成を示しているが、その理由は解明されていなかった。この実験により、鉄とマグネシウムの分配挙動が、星周塵の化学組成に極めて重要な役割を果たしていることが解った。
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