• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実施状況報告書

粒子シミュレーションによる小惑星表層の衝突進化過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24540459
研究機関千葉工業大学

研究代表者

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)

キーワード天体衝突 / 数値シミュレーション / 粉体 / 小惑星
研究概要

小惑星表層は微小重力下の高空隙粉体層である.そこに刻まれるクレーターなどの天体衝突過程を明らかにし,小惑星進化に及ぼす天体衝突の影響を評価することが本研究の目的である.具体的にはこれまで行ってきた粉体層への衝突シミュレーション手法に粒子間付
着力モデルを導入するなど改良・発展させ,微小重力下高空隙粉体層への衝突シミュレーションを行い以下の素過程を明らかにする.
今年度は衝突標的である粉体層の形成を中心に展開した.粒子法の一種である離散要素法(DEM)により,低重力のもと多数の粒子をランダムに自由落下させることで衝突標的となる粉体層を形成した.低重力下での自由落下による標的作成は相当な計算時間が必要であった.重力ならびに粒子間相互作用を変化させることで,空隙率の違う標的粉体層を構築することができた.最終年度ではこれら形成された粉体層において衝突の数値シミュレーションを行う予定である.また,小惑星表層を含め高空隙粉体層における衝突において,放出物の量がどれくらいになるか,といった放出過程も惑星形成・小惑星進化過程に重要な素過程である.空隙率85%程度のBPCA構造をもったアグリゲイトの衝突を行った結果,放出物の量は衝突弾丸の運動量に比例することが明らかになりつつあり,小天体の進化過程にインパクトを与えるものと考えられる.さらに,小惑星表層環境におけるダストの振る舞いや付着力に関する理論的推察も行い,小惑星表層進化に関する総合的な知見を得ることができた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究で必要となる小惑星表層を模擬した粉体層の形成を行い,本格的な衝突シミュレーションを行う目途がたったこと,さらにアグリゲイト衝突のシミュレーションから放出物量の衝突条件依存性が明らかになりつつあり,その解析手法とともに次年度に十分な成果が得られることが期待されること,から順調に進展していると考えられる.

今後の研究の推進方策

25年度に作成した粉体層の性質(音速など)を精査したのち,必要ならばさらに粉体標的層を作成して,それらに対する衝突シミュレーションを行う.衝突クレーター形状やイジェクタ量に関して衝突条件や重力および粒子間相互作用依存性を明らかにしたうえで,小惑星表層における衝突過程モデルを構築する.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] An examination of collisional growth of silicate dust in protoplanetary disks2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, T., Kadono, T., and Wada, K.
    • 雑誌名

      Astrophys. J.

      巻: 783 ページ: L36

    • DOI

      10.1088/2041-8205/783/2/L36

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large Scale Impact Experiments Simulating Small Carry-On Impactor (SCI) Equipped on Hayabusa-22014

    • 著者名/発表者名
      Wada, K., Arakawa, M., Saiki, T., Imamura, H., Hayakawa, M., Okamoto, C., Shirai, K., Takagi, Y., Kadono, T., Tsuda, Y., Yano, H., Nakazawa, S., Hirata, N., Ogawa, K., Iijima, Y., Michel, P., and Jutzi, M.
    • 雑誌名

      Proc. Lunar Planet. Sci. Conf.

      巻: 45 ページ: #1768

  • [雑誌論文] Growth efficiency of dust aggregates through collisions with high mass ratios2013

    • 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

      Astron. Astrophys.

      巻: 559 ページ: A62 (8pp)

    • DOI

      DOI: 10.1051/0004-6361/201322259

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluffy dust forms icy planetesimals by static compression2013

    • 著者名/発表者名
      Kataoka, A., Tanaka, H., Okuzumi, S., and Wada, K.
    • 雑誌名

      Astron. Astrophys.

      巻: 557 ページ: L4 (4pp)

    • DOI

      DOI: 10.1051/0004-6361/201322151

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Static compression of porous dust aggregates2013

    • 著者名/発表者名
      Kataoka, A., Tanaka, H., Okuzumi, S., and Wada, K.
    • 雑誌名

      Astron. Astrophys.

      巻: 554 ページ: A4 (12pp)

    • DOI

      DOI: 10.1051/0004-6361/201321325

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A formation mechanism for concentric ridges in ejecta surrounding impact craters in a layer of fine glass beads2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, A. I., Nakamura, A. M., Kadono, T., Wada, K., Yamamoto, S., and Arakawa, M.
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 225 ページ: 298-307

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2013.03.027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] はやぶさ2 SCI/DCAM3 チーム,2013, 火の鳥「はやぶさ」未来編その 3 ~SCI/DCAM3と衝突の科学~,2013

    • 著者名/発表者名
      荒川政彦,和田浩二
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌(遊・星・人)

      巻: Vo. 22, No.3 ページ: 152-158

  • [学会発表] Large Scale Impact Experiments Simulating Small Carry-On Impactor (SCI) Equipped on Hayabusa-22014

    • 著者名/発表者名
      Wada, K., Arakawa, M., Saiki, T., Imamura, H., Hayakawa, M., Okamoto, C., Shirai, K., Takagi, Y., Kadono, T., Tsuda, Y., Yano, H., Nakazawa, S., Hirata, N., Ogawa, K., Iijima, Y., Michel, P., and Jutzi, M.
    • 学会等名
      Lunar Planet. Sci. Conf. 45th
    • 発表場所
      Woodlands, TX, USA
    • 年月日
      20140317-20140321
  • [学会発表] ダスト衝突時のイジェクタ量について2014

    • 著者名/発表者名
      和田浩二,田中秀和,小林浩,奥住聡
    • 学会等名
      新学術領域 B01 班研究会「原始惑星系円盤から惑星へ」
    • 発表場所
      神戸大学CPS, 兵庫県
    • 年月日
      20140305-20140307
  • [学会発表] Amount of ejecta mass at dust aggregate collisions2013

    • 著者名/発表者名
      Wada, K., Tanaka, H., H. Kobayashi, and S. Okuzumi
    • 学会等名
      Exoplanets and Disks: Their formation and Diversity II, The 5nd Subaru International Conference
    • 発表場所
      Keauhou Kona, Hawaii, USA
    • 年月日
      20131208-20131212
  • [学会発表] イジェクタカーテン観測からイジェクタの放出角度と速さ を推定する方法2013

    • 著者名/発表者名
      和田浩二, 辻堂さやか, 荒川政彦
    • 学会等名
      日本惑星科学会2013 年秋季講演会
    • 発表場所
      石垣市民会館,沖縄県
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] 衝突実験と数値 計算におけるクレーターレイの形成2013

    • 著者名/発表者名
      門野敏彦,鈴木絢子,和田浩二,山本聡,荒川政彦,杉田精司,中村昭子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2013 年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉県
    • 年月日
      20130519-20130524

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi