X線透過法をもちいた天体衝突過程の新しい理解

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22244056
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 加藤 學 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (80115550)
• 研究分担者: 荒川 政彦 神戸大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10222738) ; 中村 昭子 神戸大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40260012) ; 門野 敏彦 産業医科大学, 医学部, 教授 (60359198) ; 杉田 精司 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80313203) ; 和田 浩二 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (10396856)
• 連携研究者: 長谷川 直 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 開発員 (10399553)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: クレーター / 衝撃波 / X線透過法 / イジェクタ / 二段式軽ガス銃 / スケール則

研究概要

本研究は、天体の高速度衝突現象の時間変化を新しい視点から調べるため、300kVのフラッシュX線装置を導入し,衝突現象をX線透過法により観測した.そのため、新しく導入した2台のフラッシュX線源を用いた衝突実験手法を開発し、衝突貫入やクレーター形成過程のX線透過観測を行った.さらに平行して数値シミュレーションも行った.その結果、多孔質標的への弾丸貫入とクレーター形成実験、クレーター掘削流の数値シミュレーション、さらに、クレーター形成時のエジェクタ観察に関して新しい結果を得ることができた.

研究成果

• [雑誌論文] Penetration into Low-Density Media: In situ Observation of Penetration Process of Various Projectiles (2012)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T., et al
  • 雑誌名: Icarus 巻: 221 ページ: 587-592
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2012.08.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact and intrusion experiments on the deceleration of low-velocity impactors by small-body regolith (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, A. M., Setoh, M., Wada, K. et al.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 223 ページ: 222-233
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2013.02.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact experiments of exotic dust grain capture by highly porous primitive bodies, (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Nakamura, A. M., Hasegawa, S., et al
  • 雑誌名: Icarus 巻: 224 ページ: 209-217
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2013.02.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ flash X-ray observation of projectile penetration processes and crater cavity growth in porous gypsum target analogous to low-density asteroids (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasui, M., Arakawa, M., Hasegawa, S., Fujita, Y., and Kadono, T.
  • 雑誌名: Icarus ページ: 646-657
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2012.08.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-velocity collisions between centimeter-sized snowballs: porosity dependence of coefficient of restitution for ice aggregates analogues in the solar system (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimaki, Y., and Arakawa, M.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 221 ページ: 310-319
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2012.08.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Restitution coefficients and sticking velocities of a chondrule analogue colliding on a porous silica layer at impact velocities between 0.1 and 80 m s -1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y., Arakawa, M., Okamoto, C. and Yasui, M.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 219 ページ: 336-344
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2012.03.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of a thin weak layer covering a basalt block on the impact cratering process (2012)
  • 著者名/発表者名: Dohi, K., Arakawa, M., Okamoto, C., Hasegawa, S. and Yasui, M.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 218 ページ: 751-759
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2012.01.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on collisional disruption of highly porous icy bodies (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimaki, Y. and Arakawa, M
  • 雑誌名: Icarus 巻: 218 ページ: 737-750
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2012.01.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nature of shock-induced calcite (CaCO3) devolatilization in an open system investigated using a two-stage light gas gun (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Ohno, S., Sugita, S., Mieno, T., Matsui, T., Hasegawa, S.
  • 雑誌名: Earth Planetary Science Letters 巻: 337 ページ: 68-76
  • DOI: doi:10.1016/j.epsl.2012.05.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Semi-Analytical On-Hugoniot EOS of Condensed Matter using a Up-Us relation (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugita, S., Kurosawa, K. and Kadono, T.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1426 ページ: 895-898
  • DOI: doi: 10.1063/1.3686422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-resolved spectroscopic observations of shock-induced silicate ionization, (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Kadono, T., Sugita, S., et al.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1426 ページ: 855-858
  • DOI: doi: 10.1063/1.3686412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurement of chemical composition of SOx in impact vapor using a laser gun, (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., Kadono, T., Kurosawa, K., et al.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1426 ページ: 851-854
  • DOI: doi: 10.1063/1.3686411
• [雑誌論文] Silicate dust size distribution from hypervelocity collisions: Implications for dust production in debris discs (2011)
  • 著者名/発表者名: Takasawa, S., Nakamura, A. M., Kadono, T., Arakawa, M. et al.
  • 雑誌名: Astrophys. J 巻: 33L ページ: 39
  • DOI: doi: 10.1088/2041-8205/733/2/L39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flyer acceleration by high-power laser and impact experiments at velocities higher than 10 km/s, Proc 17th APS Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter (2011)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T. , et al.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1426 ページ: 847-859
  • DOI: doi: 10.1063/1.3686410
  • 査読あり
• [雑誌論文] A ground-based observation of the LCROSS impact events using the Subaru Telescope (2011)
  • 著者名/発表者名: Hong, P. K., Sugita, S., et al.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 214 ページ: 21-29
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2011.05.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Replacement and late formation of atmospheric N2 on undifferentiated Titan by impacts (2011)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Genda, H., Sugita, S., Kadono, T., and Matsui, T.
  • 雑誌名: Nature Geoscience 巻: 4 ページ: 359-362
  • DOI: doi: 10.1038/ngeo1147
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Rebound Condition ofDust Aggregates Revealed by Numerical Simulation on their Collisions (2011)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Tanaka, H., Suyama, T., Kimura, H. et al
  • 雑誌名: Astrophys. J 巻: 737 ページ: 36(12pp)
  • DOI: doi: 10.1088/0004-637X/737/1/36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact experiments of porous gypsum glass bead mixtures simulating parent bodies of ordinary chondrites: Implications for re-accumulation processes related to rubble-pile formation, (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasui, M., Arakawa, M.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 214 ページ: 754-765
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2011.05.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact crater on sintered snow surface simulating porous icy bodies, (2011)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, M. and Yasui, M.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 216 ページ: 1-9
  • DOI: doi: 10.1016/j.icarus.2011.08.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ spectroscopic observations of silicate vaporization due to >10 km/s impacts using laser driven projectiles (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa K., Sugita, S., Kadono, T., Shigemori, K., and 11 coauthers
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 37
  • DOI: doi:10.1029/2010GL045330
  • 査読あり
• [雑誌論文] A pressure measurement method for high-temperature rock vapor plumes using atomic line broadening (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K. and Sugita, S
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 115
  • DOI: doi:10.1029/2010JE003575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact-induced N_2 production from ammonium sulfate (NH_4)_2SO_4Implications for the origin and evolution of N_2 in Titan's atmosphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuzaki, S., Sekine, Y., Genda, H., Sugita, S., Kadono, T., and Matsui, T.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 209 ページ: 715-722
  • 査読あり
• [雑誌論文] A hydrocode calculation coupled with reaction kinetics of carbon compounds within an impact vapor plume and its implications for cometary impacts on Galilean satellites (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, R., Senshu, H., Sugita, S., and Matsui, T.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 210 ページ: 411-423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on static and impact strength of sintered agglomerates (2010)
  • 著者名/発表者名: Machii, N., and Nakamura, A. M
  • 雑誌名: Icarus 巻: 211 ページ: 885-893
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Hayabusa spacefract asteroid multi-band imaging camera: AMICA (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro, M., ほか
  • 雑誌名: Icarus 巻: 207 ページ: 714-731
  • 査読あり
• [雑誌論文] The shape distribution of boulders on asteroid 25143 Itokawa: Comparison with fragments from impactexperiments (2010)
  • 著者名/発表者名: Michikami, T., Nakamura, A.M. and Hirata N.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 207 ページ: 277-284
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Situ Observation of Penetration Process in Silica Aerogel: Deceleration Mechanism of Hard Spherical Projectiles (2010)
  • 著者名/発表者名: Niimi, R., Kadono, T., Arakawa, M., Yasui, M., Dohi, K., Nakamura, A. M., Iida, Y., and Tsuchiyama, A.
  • 雑誌名: Icarus, 巻: 211 ページ: 986-992
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact Experiments with a New Technique for Acceleration of Projectiles to Velocities Higher Than Earth's Escape Velocity 11.2 km/s (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T., ほか
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 115
  • DOI: doi: 10.1029/ 2009 JE003385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigating the Formation of Ramparts at Fluidized Ejecta on Mars Using a Granular Flow Model, Proc. Lunar Planet (2010)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., and Barnouin O. S.
  • 雑誌名: Sci. Conf. 42th 巻: 42 ページ: #1726
• [学会発表] In Situ Flash X-ray Observation of Crater Formation in Porous Gypsum Analogous to Low-Density Asteroids (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasui, M., Arakawa, M., and Hasegawa, S., et al.
  • 学会等名: 44th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Experimental Study on Impact Disruption of Rocky Rubble-pile Bodies: Effect of Disruption of Constituent Boulders on Reaccumulation Process, (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujita, Y., Arakawa, M., Hasegawa, S., and Shimaki, Y.
  • 学会等名: 44th Lunar and Planetary Science Conference,
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Impact cratering and ejection experiments of porous targets and implications for observational studies of small solar system bodies, (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, A. M., Okamoto, T., and Hasegawa, S.(招待講演)
  • 学会等名: AOGS2012
  • 発表場所: Resorts World Convention Centre(シンガポール)
  • 年月日: 2012-08-16
• [学会発表] In-situ flash X-ray observation of projectile penetration and crater formation in porous asteroid analogue (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasui, M., Arakawa, M., and Hasegawa, S., et al.
  • 学会等名: Asteroids, Comets, Meteors (ACM) 2012
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟)
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] Laboratory penetration experiments of high velocity projectiles into very porous targets on exotic origin of dusts in primitive bodies (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T, Nakamura, A. M., Hasegawa, S., et al.
  • 学会等名: Asteroids, Comets, Meteors (ACM)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟)
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] A ground-hugging downrange vapor cloud due to oblique impacts (2012)
  • 著者名/発表者名: Hamura ,T. , Kurosawa, K., Hasegawa, S., and Sugita, S.
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conference., XXXXIII
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, U.S.A
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] Shock-induced decarbonation in an open system using a 2-stage light gas gun (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa ,K., Ohno, S., Sugita, S., Mieno, T., and Hasegawa, S
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conference., XXXXIII,
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, U.S.A
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Numerical Simulation of Penetration into Porous Granular Target (2012)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., and Nakamura, A. M.
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conference., XXXXIII
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, U.S.A
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Laboratory simulation of dust penetration into porous small bodies (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., Nakamura, A.M., Hasegawa, S., et al.
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 8th Annual Meeting
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] Laboratory experiments of crater formation on basalt and dunite impacted at the velocity higher than 11 km/s, (2011)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, M. et al.
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 8th Annual Meeting,
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] Flyer acceleration by high-power laser and impact experiments with velocities higher than 10 km/s (2011)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T. et al.
  • 学会等名: 17th APS (American Physical Society) Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter 2011,
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] Impact compaction experiments on high-porosity sintered targets (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto,T., Nakamura, A. M., Hasegawa, S., Tsuchiyama. A., Ikezaki, K
  • 学会等名: East Asia Young Astronomers Meeting 2011
  • 発表場所: 済州島,韓国
  • 年月日: 2011-02-17
• [学会発表] Flyer acceleration using high-power laser and impact experiments at velocities 10-60 km/s (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T., ほか9著者
  • 学会等名: European Planetary Science Conference 2010
  • 発表場所: Roma, Italia
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Measurements of post shock temperature deposited in ice impact crater (2010)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, M., and M. Yasui
  • 学会等名: 12th International conference on the Physics and Chemistry of Ice
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Flyer Acceleration Using a High-Power Laser to Velocities Higher Than 10 km/s (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T., ほか12著者
  • 学会等名: Western Pacific Geophysical Meeting 2010
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-06-22
• [学会発表] Experimental study on impact craters formed on layered crusts (2010)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, M., K. Dohi, , C. Okamoto, and S. Hasegawa
  • 学会等名: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-06-22
• [備考]
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/fsci-epsl/