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2023 年度 研究成果報告書

清浄鉱物表面への水素原子の化学吸着と水素分子生成:低密度雲から分子雲への進化の鍵

研究課題

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研究課題/領域番号 21H01143
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

羽馬 哲也  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20579172)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード星間塵 / ケイ酸塩鉱物 / 水素原子 / 水素分子 / 化学吸着
研究成果の概要

ケイ酸塩鉱物は星間塵の主成分の1つであり,その表面に水素原子や水素分子などが化学吸着(鉱物と化学結合を作ることによる吸着)をおこすことで,さまざまな反応が進むと考えられているが,実験による検証は清浄な鉱物表面を準備する困難さから進んでこなかった.本研究では,超高真空環境で単結晶ケイ酸塩鉱物試料を1000 Kまで加熱することで表面の清浄化を行った後,星間空間の温度環境である70 Kにまで試料を冷却できる鉱物表面反応実験装置を開発した.この実験装置によって,ケイ酸塩鉱物表面における化学吸着を調べることが可能となり,星間空間における水素分子生成について理解が深まることが期待できる.

自由記述の分野

星間化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

水素分子は星間空間で最も豊富に存在し,恒星や惑星の材料物質となる重要な分子である.星間空間において水素分子は,水素原子が星間塵(鉱物でできた微粒子)の表面に吸着し,化学反応をおこすことで生成すると考えられているが,鉱物表面でどのような化学反応がおきているかについてはほとんどわかっていない.本研究では,真空環境で鉱物試料を1000 Kまで加熱することで表面の汚染物質(大気中の有機物など)を除去し,さらに星間空間の温度環境である70 Kまで鉱物試料を冷却し表面反応を調べることができる実験装置を開発した.この装置により鉱物の星間塵における水素分子の生成過程について理解が進むことが期待される.

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公開日: 2025-01-30  

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