日仏国際共同融合研究による火星衛星の起源と形成過程の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20KK0080
• 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: 中村 智樹 東北大学, 理学研究科, 教授 (20260721) ; 兵頭 龍樹 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, 国際トップヤングフェロー (20814693) ; 黒川 宏之 東京工業大学, 地球生命研究所, 特任助教 (80713643) ; 臼井 寛裕 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, 教授 (60636471)
• 研究期間 (年度): 2020-10-27 – 2026-03-31
• キーワード: 衝突説 / 捕獲説 / 火星隕石 / フォボス / ディモス

研究実績の概要

本研究では、火星衛星の起源と形成過程の解明を目指した日仏共同研究体制の構築と強化を行うことを目的としている。この目的を達成するためには、これまで独立的に行われてきた理論研究、再現実験、物質分析、観測の融合研究を行い、研究代表者と分担者が年に1回程度1ヶ月間渡仏し、パリ地球物理研究所とパリ天文台にて、それぞれ、火星衛星の起源に関する理論研究と、火星衛星のスペクトルに関する分析と観測を行う必要がある。本年度は、新型コロナウィルスの世界的な感染拡大を受けて、渡仏することができなかった。しかし、zoomやメールなどを使って、理論研究、再現実験、物質分析、観測を遂行するために、緊密に連絡を取り合い情報の共有を行った。理論研究においては、玄田（代表）、兵頭（分担）、黒川（分担）が、Charnoz（パリ地球物理研究所・フランス）と共同で、巨大衝突説・捕獲説の両説において研究を進めている。また、実験研究においては、火星模擬物質の作成を、中村（分担）が中心となって進めている。火星隕石の分析に関しては、臼井（分担者）が中心となって行い、研究成果もでつつある。MMX探査機に搭載する近赤外分光計(MIRS)による火星衛星フォボス観測計画においてもBarucci（パリ天文台・フランス）と共同で検討を進めている。そして、宇宙望遠鏡(Twinkle)を用いたフォボスとデイモスの観測についても、黒川（分担）が中心となって観測計画を検討している段階にある。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初予定していた研究代表者および分担者の渡仏については、新型コロナウィルスの世界的な感染拡大を受けて遂行することができなかったため、「(3)やや遅れいている」とした。一方で、zoomやメールなどを使って、理論研究、再現実験、物質分析、観測を遂行するために、緊密に連絡を取り合い情報の共有を行っており、なるべく計画通りに遂行できるように努めている。

今後の研究の推進方策

新型コロナウィルスの世界的な感染拡大の今後の状況にもよるが、zoomやメールなどを使ってできるかぎり研究遂行に支障がでないように対策しながら計画通りに進めていく。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの世界的な感染拡大を受けて、当初予定していた研究代表者および分担者の渡仏ができなかったため、それに応じて次年度使用額が生じた。次年度は、ワクチンの普及などにより渡仏できるようになれば、計画よりも長めの滞在、もしくは２度の渡仏を行うなどして、当初計画していた研究を遂行する。

研究成果

• [国際共同研究] パリ地球物理研究所/パリ天文台(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: パリ地球物理研究所/パリ天文台
• [雑誌論文] Modification of the composition and density of Mercury from late accretion (2021)
  • 著者名/発表者名: Hyodo Ryuki、Genda Hidenori、Brasser Ramon
  • 雑誌名: Icarus 巻: 354 ページ: 114064～114064
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2020.114064
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] EXAFS Determination of Clay Minerals in Martian Meteorite Allan Hills 84001 and Its Implication for the Noachian Aqueous Environment (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakada Ryoichi、Tanabe Gaku、Kajitani Iori、Usui Tomohiro、Shidare Masashi、Yokoyama Tetsuya
  • 雑誌名: Minerals 巻: 11 ページ: 176～176
  • DOI: 10.3390/min11020176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact Ejecta Near the Impact Point Observed Using Ultra‐high‐Speed Imaging and SPH Simulations and a Comparison of the Two Methods (2020)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Takaya、Kurosawa Kosuke、Genda Hidenori、Matsui Takafumi
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Planets 巻: 125 ページ: e2019JE005943
  • DOI: 10.1029/2019JE005943
  • 査読あり
• [雑誌論文] Escape and Accretion by Cratering Impacts: Formulation of Scaling Relations for High-speed Ejecta (2020)
  • 著者名/発表者名: Hyodo Ryuki、Genda Hidenori
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 898 ページ: 30～30
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab9897
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemically heterogeneous Martian mantle inferred from Pb isotope systematics of depleted shergottites (2020)
  • 著者名/発表者名: Moriwaki Ryota、Usui Tomohiro、Tobita Minato、Yokoyama Tetsuya
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 274 ページ: 157～171
  • DOI: 10.1016/j.gca.2020.01.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Climate Simulations of Early Mars With Estimated Precipitation, Runoff, and Erosion Rates (2020)
  • 著者名/発表者名: Ramirez Ramses M.、Craddock Robert A.、Usui Tomohiro
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Planets 巻: 125 ページ: e2019JE006160
  • DOI: 10.1029/2019JE006160
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In-situ preservation of nitrogen-bearing organics in Noachian Martian carbonates (2020)
  • 著者名/発表者名: Koike Mizuho、Nakada Ryoichi、Kajitani Iori、Usui Tomohiro、Tamenori Yusuke、Sugahara Haruna、Kobayashi Atsuko
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: 1988
  • DOI: 10.1038/s41467-020-15931-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Importance of Phobos Sample Return for Understanding the Mars-Moon System (2020)
  • 著者名/発表者名: Usui Tomohiro、Bajo Ken-ichi、Fujiya Wataru、Furukawa Yoshihiro、Koike Mizuho、Miura Yayoi N.、Sugahara Haruna、Tachibana Shogo、Takano Yoshinori、Kuramoto Kiyoshi
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 216 ページ: 49
  • DOI: 10.1007/s11214-020-00668-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radar Sounding of Subsurface Structure in Eastern Coprates and Capri Chasmata, Mars (2020)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Rina、Ishiyama Ken、Kumamoto Atsushi、Uemura Chihiro、Kasaba Yasumasa、Usui Tomohiro、Oura Aina、Shoji Daigo
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 47 ページ: e2020GL088556
  • DOI: 10.1029/2020GL088556
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vanadium micro-XANES determination of oxygen fugacity in olivine-hosted glass inclusion and groundmass glasses of martian primitive shergottite Yamato 980459 (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakada Ryoichi、Usui Tomohiro、Ushioda Masashi、Takahashi Yoshio
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 105 ページ: 1695～1703
  • DOI: 10.2138/am-2020-7321
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Probabilistic Approach to Determination of Ceres' Average Surface Composition From Dawn Visible‐Infrared Mapping Spectrometer and Gamma Ray and Neutron Detector Data (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa H.、Ehlmann B. L.、De Sanctis M. C.、Lap?tre M. G. A.、Usui T.、Stein N. T.、Prettyman T. H.、Raponi A.、Ciarniello M.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Planets 巻: 125 ページ: e2020JE006606
  • DOI: 10.1029/2020JE006606
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characterizing irradiated surfaces using IR spectroscopy (2020)
  • 著者名/発表者名: Brunetto R.、Lantz C.、Nakamura T.、Baklouti D.、Le Pivert-Jolivet T.、Kobayashi S.、Borondics F.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 345 ページ: 113722～113722
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2020.113722
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Combining IR and X‐ray microtomography data sets: Application to Itokawa particles and to Paris meteorite (2020)
  • 著者名/発表者名: Dionnet Zelia、Brunetto Rosario、Al?on‐Toppani Alice、Rubino Stefano、Baklouti Donia、Borondics Ferenc、Buellet Anne‐C?cile、Djouadi Zahia、King Andrew、Nakamura Tomoki、Rotundi Alessandra、Sandt Christophe、Troadec David、Tsuchiyama Akira
  • 雑誌名: Meteoritics & Planetary Science 巻: 55 ページ: 1645～1664
  • DOI: 10.1111/maps.13538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influences of protoplanet-induced three-dimensional gas flow on pebble accretion (2020)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara Ayumu、Kurokawa Hiroyuki
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 643 ページ: A21～A21
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202039153
  • 査読あり
• [学会発表] Shock metamorphism in a quasi-open system II: Melt veins in basalt at shock stage 2 (2021)
  • 著者名/発表者名: Ono, H., Kurosawa, K., Niihara, T., Mikouchi, T., Genda, H., Tomioka, N., Kayama, M., Koike, M., Sano, Y., Satake, W., and Matsui, T.
  • 学会等名: 52nd Lunar and Planetary Science Conference 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Shock metamorphism in a quasi-open system I: Undulatory extinction in calcite (CaCO3) (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Ono, H., Niihara, T., Mikouchi, T., Tomioka, N., Genda, H., Sakaiya, T., Kondo, T., Kayama, M., Koike, M., Sano, Y., Satake, W., and Matsui, T.
  • 学会等名: 52nd Lunar and Planetary Science Conference 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Constraints on the origin of Phobos using major element data obtained by MMX MEGANE (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirata, K., Usui, T., Hyodo, R., Genda, H., Fukai, R., Lawrence, D. J., Chabot, N. L., and Peplowski, P. N.
  • 学会等名: 52nd Lunar and Planetary Science Conference 2021
  • 国際学会
• [学会発表] 小天体と惑星の水・岩石反応と物質輸送 (2021)
  • 著者名/発表者名: 黒川宏之
  • 学会等名: 第21回惑星圏研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Extensive delivery of Martian ejecta to its moons: The gateway to a time-resolved history of Mars (2020)
  • 著者名/発表者名: Genda, H., Hyodo, R., Kurosawa, K., Usui, T., and Fujita, K.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Cratering erosion: revisited (2020)
  • 著者名/発表者名: Hyodo, R., and Genda, H.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Habitable zone for a planet with a small amount of water on its surface (2020)
  • 著者名/発表者名: Kodama, T., Genda, H., O'ishi, R., and Abe-Ouchi, A.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] An overlooked heat source in impact events and its effect on the degree of devolatilization of natural calcite carbonates (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Genda, H., Azuma, S., and Okazaki, K.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Numerical Simulations of Spinup of Asteroids and the Formation of Top-Shaped Asteroids (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugiura, K., Kobayashi, H., Watanabe, S., Genda, H., Hyodo, R., and Inutsuka, S.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Martian Moons eXploration MMX: Current Status Report 2020 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto, K., ..., Genda, H., et al.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Scientific Instruments on Martian Moons eXploration (MMX) (2020)
  • 著者名/発表者名: Kameda, S., ..., Genda, H., et al.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Organizational framework for scientific studies and instruments in Martian Moons Exploration (MMX) mission (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, K., ..., Genda, H., et al.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Late accretion to Mercury: Global cratering, crust erosion, and accretion of exogenic materials (2020)
  • 著者名/発表者名: Hyodo, R., Genda, H., and Brasser, R.
  • 学会等名: Europlanet Scinece Congress 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Constraints on formation of the Moon and exomoons (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, M., Genda, H., Asphaug, E. I., and Ida, S.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Impact-induced hydrothermal systems on early Earth: Potential places for efficient CO2 reduction and formation of complex organic molecules (2020)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, K., Sekine, Y., Shibuya, T., Ueda, H., Noda, N., Genda, H., and Takahashi, Y.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 日欧共同 BepiColombo 水星探査計画に向けた取り組み :後期集積が水星に与える影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 兵頭龍樹、玄田英典、Ramon Brasser
  • 学会等名: 日本惑星科学会2020年秋季講演会
• [学会発表] 3 次元衝撃回収実験によるコンドライト隕石の衝撃変成度の見直しに向けて (2020)
  • 著者名/発表者名: 大野遼、黒澤耕介、新原隆史、三河内岳、玄田英典、鹿山雅裕、小池みずほ、富岡尚敬、佐野有司、佐竹渉、松井 孝典
  • 学会等名: 日本惑星科学会2020年秋季講演会
• [学会発表] 陸惑星におけるハビタブルゾーン (2020)
  • 著者名/発表者名: 小玉貴則、玄田英典、阿部彩子
  • 学会等名: 日本惑星科学会2020年秋季講演会
• [学会発表] 石鉄隕石メソシデライトの形成シナリオ解明に向けたベスタへの巨大衝突の数値計算 (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉浦圭祐、羽場麻希子、玄田英典
  • 学会等名: 日本惑星科学会2020年秋季講演会
• [学会発表] MMX/MEGANEの元素組成データを用いたPhobosの起源の制約について (2020)
  • 著者名/発表者名: 平田佳織、臼井寛裕、兵頭龍樹、玄田英典
  • 学会等名: 日本惑星科学会2020年秋季講演会
• [学会発表] 小惑星の自転加速による変形とリュウグウなどのコマ型小惑星の形成条件 (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉浦圭祐、玄田英典、小林浩、渡邊誠一郎、犬塚修一郎
  • 学会等名: 日本天文学会2020年秋季年会
• [学会発表] C型小惑星の起源と炭素質コンドライト隕石との繋がり：水岩石反応と赤外スペクトルモデルからの示唆 (2020)
  • 著者名/発表者名: 黒川宏之
  • 学会等名: 日本惑星科学会 2020年秋季講演会
• [学会発表] Irradiation experiments to reproduce space weathering of primitive asteroids (2020)
  • 著者名/発表者名: R. Brunetto、C. Lantz、S. Rubino、D. Baklouti、F. Borondics、H. Leroux、T. Nakamura
  • 学会等名: European Conference on Laboratory Astrophysics
  • 国際学会
• [学会発表] MMX JAXA Mission and MIRS imaging spectrometer (2020)
  • 著者名/発表者名: M.A. Barucci, J.M. Reess, P. Bernardi, H. Nakagawa, T. Iwata, T. Nakamura, A., ..., H. Genda et al.
  • 学会等名: European Planetary Science Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Scientific Instruments on Martian Moons eXploration (MMX) (2020)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kameda, Jean-Pierre Bibring, David Lawrence, Hiroki Senshu, Shoichiro Yokota, Masanori Kobayashi, Patrick Michel, Stephan Ulamec, Hirotaka Sawada, Kiyoshi Kuramoto, Kazunori Ogawa, Koji Wada, Tomohiro Usui, Tomoki Nakamura, Masaki Fujimoto, Hidenori Genda et al.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] 火星衛星探査計画MMX赤外線分光計MIRSの科学目標と開発状況 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岩田隆浩、中川広務、中村智樹、Maria Antonella Barucci, Jean-Michel Reess, Pernelle Bernardi, Alain Doressoundiram, Sonia Fornasier, Michel Le Du, Eric Sawyer
  • 学会等名: 宇宙科学技術連合講演会
• [学会発表] 火星衛星探査計画MMX のミッション運用検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 池田人，中村智樹，神山徹，中川広務，松本晃治，千秋博紀，亀田真吾，平田成，寺田直樹，横田勝一郎，岩田隆浩，A. Barucci，E. Sawyer，D. Lawrence, N.Chabot, P. Peplowski，草野広樹，小川和律，竹尾洋介，尾崎直哉，G. Ferran，尾川順子，今井茂
  • 学会等名: 宇宙科学技術連合講演会
• [学会発表] 火星衛星探査機 (MMX) のサイエンスとミッション機器 (2020)
  • 著者名/発表者名: 倉本 圭, 小川 和律, J.-P. Bibring, 藤本 正樹, 玄田 英典, J. Helbert, 平田 成, 今村 剛, 亀田 真吾, 川勝 康弘,小林 正規, D. Lawrence, 松本 晃治, P. Michel, 宮本 英昭, 長岡 央, 中川 広務, 中村 智樹, 大嶽 久志,S. Russell, 佐々木 晶, 澤田 弘崇, 千秋 博紀, 寺田 直樹, S. Ulamec, 臼井 寛裕, 和田 浩二, 渡邊 誠一郎, 横田 勝一郎
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
• [学会発表] MMX搭載赤外線分光計MIRSの観測計画と開発状況 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岩田隆浩、中川広務、中村智樹、Maria Antonella Barucci, Jean-Michel Reess, Pernelle Bernardi, Alain Doressoundiram, Sonia Fornasier, Michel Le Du, Eric Sawyer
  • 学会等名: 日本惑星科学会2020年秋季講演会
• [学会発表] 火星衛星探査計画MMXの進捗 (2020)
  • 著者名/発表者名: 倉本圭, 川勝康弘, 藤本正樹, Maria Antonella Barucci, David J. Lawrence, 玄田英典, 平田成, 今村剛，亀田真吾, 小林正規, 草野広樹, 松本晃治, Patrick Michel, 宮本英昭, 中川広務, 中村智樹, 小川和律, 大嶽久志, 尾崎正伸, Sara Russel, 佐々木 晶, 澤田弘崇, 千秋博紀, 寺田直樹, Stephan Ulamec, 臼井寛裕, 和田浩二, 横田勝一郎
  • 学会等名: 日本惑星科学会2020年秋季講演会