赤外線スペクトルは彗星進化のバロメーター

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21340040
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 木村 宏 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 学術研究員 (10400011)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: モデル化 / 理論天文学 / 惑星起源・進化 / 彗星 / ダスト

研究概要

彗星は、原始太陽系円盤内で塵（ダスト）が付着成長することによって形成された微惑星の生き残りであると考えられている。観測技術の飛躍的な進歩により、近年、世界各国で詳細な赤外線スペクトル観測によって、彗星から放出されたダストの熱放射が捉えられてきた。これら赤外線スペクトルデータを意義あるものにするためには、データに正しい解釈を与えなければならない。これにより赤外線スペクトルデータは彗星及び微惑星の形成・進化を理解する上で重要な役割を果たすことができる。
本研究の具体的な目的は、彗星ダストの変成に着目し、サブミクロン粒子凝集体ダストモデルを用い赤外線スペクトルと彗星の進化との関係を明確化することである。本研究課題は４つのプロジェクト（①光散乱のモデル化、②力学進化のモデル化、③衝突現象のモデル化、④熱放射のモデル化）として遂行される。
平成２５年度の研究では、これまで行った①～④のプロジェクトを総括し、本研究の目的を達成することであった。その結果、これまで彗星の赤外線スペクトル観測で検出されたカンラン石に特有のピークは、その強さがフラクタル次元に依存し、ピーク波長は有機物の体積比率や組成によって決まることが明らかになった。すなわち、彗星の進化に伴いダストマントルが表層に形成され、そのダストマントル形成過程でフラクタル次元の増加および有機物の炭素化が起こり、彗星の赤外線スペクトルが決まるのである。こうして、赤外線スペクトルと彗星進化との関係は明確化され、本研究の目的が達成された。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The organic-rich carbonaceous component of dust aggregates in circumstellar disks : Effects of its carbonization on infrared spectral features of its magnesium-rich olivine counterpart (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 232 ページ: 133-140
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.01.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic lofting of dust aggregates near the terminator of airless bodies and its implication for the formation of exozodiacal disks (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Senshu, H., and Wada, K.
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 未定 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.pss.2014.03.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmic Dust VI (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Kolokolova, L., Li, A., Inoue, A., and Jaeger, C.
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 未定 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.pss.2014.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth efficiency of dust aggregates through collisions with high mass ratios (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Tanaka, H., Okuzumi, S., Kobayashi, H., Suyama, T., Kimura, H., and Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 559 ページ: A62(8)
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322259
  • 査読あり
• [雑誌論文] The reincarnation of interstellar dust: The importance of organic refractory material in infrared spectra of cometary comae and circumstellar disks (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 775 ページ: L18(5pp)
  • DOI: 10.1088/2041-8205/775/1/L18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preface (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Inoue, A., Kolokolova, L., Li, A., Jaeger, C., and Nakamura-Messenger, K.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 65 ページ: 1065-1067
  • DOI: 10.5047/eps.2013.09.012
• [学会発表] Electrostatic Lofting of Dust Aggregates Near the Terminator of Airless Bodies and its Implication in the Formation of Circumstellar Dust Rings (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Senshu, H., and Wada, K.
  • 学会等名: Cosmic Dust
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20130805-20130809
• [学会発表] Mercury Dust Monitor (MDM) Project in BepiColombo Mercury Exploration Mission (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibata, H., Nogami, K., Fujii, M., Ohashi, H., Sasaki, S., Kobayashi, M., Miyachi, T., Takechi, S., Iwai, T., Hattori, M., Hasegawa, S., Yano, H., Kimura, H., Hirai, T., Srama, R., and Gruen, E.
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 8th Annual Meeting
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 20130624-20130628
• [備考] Light Scattering by Aggregates
  • URL: https://www.cps-jp.org/~lisa
• [備考] Cosmic Dust
  • URL: https://www.cps-jp.org/~dust