40 0 0 0 OA リュウグウとメインベルト内帯の低アルベド小惑星族の可視スペクトル比較
- 著者
- 杉田 精司 巽 瑛理 長谷川 直 鈴木 雄大 上吉原 弘明 本田 理恵 亀田 真吾 諸田 智克 本田 親寿 神山 徹 山田 学 早川 雅彦 横田 康弘 坂谷 尚哉 鈴木 秀彦 小川 和律 澤田 弘崇
- 出版者
- 日本地球惑星科学連合
- 雑誌
- 日本地球惑星科学連合2018年大会
- 巻号頁・発行日
- 2018-03-14
リュウグウの近接観測の本番が目前に迫っている。これに備えて、我々は3つの重要な準備を進めている。1) 低アルベド小惑星の可視スペクトルの見直し。2)リュウグウの地上観測スペクトルの解析とメインベル小惑星との比較。3)可視分光カメラONC-Tのスペクトル校正観測。本講演では、これらについて簡潔に紹介する。 まず、メインベルトの低アルベド小惑星のスペクトル解析である。先駆的な小惑星のスペクトルのサーベイ観測であるECAS(Tedesco et al.,1982)の後、地上望遠鏡による多バンド分光のSDSS(Ivezic et al. 2001)、地上望遠鏡のよる連続スペクトルのデータベースであるSMASS2の整備(Bus and Binzel, 2002)、天文衛星WISE/NEOWISEによる多バンド分光のデータベース(Masiero et al. 2011)など多数の強力な小惑星のスペクトルのデータベースが整備されてきた。特に、SDSS やWISE/NEOWISEによって膨大な数がある小さな小惑星のスペクトルアルベドの分布が定量的に計測されたおかげで、RyuguやBennuが由来するメインベルト内帯の低アルベド族の分布については最近に大きな理解の進展があった。まず、以前にNysa族と言われていた族は、E型スペクトルのNysa族の中にF型(or Cb~B型)のPolana族とEulalia族が隠れていることが明らかになった。さらにPolana族とEulalia族は形成時期が古くて広範囲に破片を分布させており、ν6共鳴帯にも多くの1kmクラスの破片を供給していることが分かった。その一方で、より若いErigone, Klio, Clarrisaなどのぞくはずっと若いため、ν6共鳴帯への大きな破片の供給は限定的であることが分かってきた。この事実に基づいて、Bottke et al. (2015)はRyuguもBennuもPolana族由来であると推論している。 このようにSDSS やWISE/NEOWISEのデータは極めて強力であるが、0.7μmのバンドを持たないため、広義のC型小惑星のサブタイプの分類には適さない。その点、ECASは、小惑星スペクトル観測に特化しているだけあって0.7μmのバンドの捕捉は適切になされている。しかし、ECASではあまり多くのC型小惑星が観測されなかったという欠点がある。そのため、現時点ではSMASS2のデータが広義C型のスペクトル解析に適している。そこで、我々はSMASS2の中の広義のC型の主成分解析を行った。紙面の関係で詳細は割愛するが、その結果はCg, C, Cb, Bなど0.7μm吸収を持たないサブタイプからなる大クラスターと、Ch, Cghなど0.7μm吸収を持つサブタイプからなる大クラスターに2分され、両者の間にPC空間上の大きな分離が見られること、またこの分離域はPC空間上で一直線をなすことが分かった。この2大クラスターに分離する事実は、Vernazza et al. (2017)などが主張するBCGタイプがCgh, Chと本質的に異なる起源を持っていて水質変成すら受けていない極めて始源的な物質からなるとの仮説と調和的であり、大変興味深い。 これに引き続き、世界中の大望遠鏡が蓄積してきた23本のRyuguの可視スペクトルをコンパイルして、SMASS2と同じ土俵で主成分解析に掛けた。その結果は、Ryuguの全てのスペクトルがBCGクラスターに中に位置しており、その分布は2大クラスターの分離線に平行であった。これはRyuguが極めて始源的な物質であることの現れかもしれず、BCGクラスター仮説の検証に役立つ可能性を示唆する。 しかし、現実は単純ではない。Murchison隕石の加熱実験で得られたスペクトルもPC空間ではRyuguのスペクトルの分布と極めて近い直線的分布を示すのである。これは、Ryuguのスペクトル多様性がMurchison隕石様の物質の加熱脱水で説明できるとの指摘(Sugita et al. 2013)とも調和的である。この2つの結果は、Ryuguの化学進化履歴について真逆の解釈を与えるものであり、はやぶさ2の試料採取地の選択について大きな影響を与えることとなる。 この2つの解釈のどちらが正しいのか、あるいは別の解釈が正しいのかの見極めは、0.7μm吸収帯の発見とその産状記載に大きく依存する。もし、Murchison隕石様の含水鉱物に富む物質がRyuguの初期物質であって加熱脱水で吸収帯が消えただけの場合には、Ryugu全球が表面下(e.g., 天体衝突などで掘削された露頭)まで含んで完全に吸収帯を失ってしまうことは考えにくい。したがって、0.7μm吸収帯が全く観測されない場合には、VernazzaらのBCG仮説やFやB型の水質変成によってCh, Cghが生まれたと考えるBarucciらのグループの仮説(e.g., Fornasier et al. 2014)が有力となるかも知れない。しかし、0.7μm吸収が見つかって、熱変成を受けやすい地域ではその吸収が弱いことが判明すれば、スペクトル多様性は加熱脱水過程でできたとの考えが有力となろう。 最後に、はやぶさ2ONCチームは打ち上げ後も月、地球、火星、木星、土星、恒星など様々な天体の観測を通じて上記の観測目標を達成できるための校正観測を実施している。それらの解析からは、0.7μm帯および全般的なスペクトル形状の捕捉に十分な精度を達成できることを示唆する結果を得ており(Suzuki et al., 2018)、本観測での大きな成果を期待できる状況である。引用文献:Bottke et al. (2015) Icarus, 247 (2015) 191.Bus and Binzel (2002) Icarus, 158, 146.Fornasier et al. (2014) 233, 163.Ivezic et al. (2001) Astron. J.、 122, 2749.Masiero et al. (2011) Astrophys. J. 741, 68.Sugita et al. (2013) LPSC, XXXXIII, #2591.Suzuki et al. (2018) Icarus, 300, 341Tedesco et al. (1982) Astrophys. J. 87, 1585.Vernazza et al. (2017) Astron. J., 153,72
2 0 0 0 OA 秒速10km超での固体衝突実験と惑星大気形成過程への応用
- 著者
- 門野 敏彦 重森 啓介 弘中 陽一郎 佐野 孝好 藤岡 慎介 境家 達弘 杉田 精司 黒澤 耕介 大野 宗祐 松井 孝典 中村 昭子 荒川 政彦 近藤 忠 藪田 ひかる
- 出版者
- 産業医科大学
- 雑誌
- 基盤研究(B)
- 巻号頁・発行日
- 2008
高出カレーザーを用いてサブミリメートルサイズの弾丸および平板飛翔体を加速した.従来の加速方法ではこのサイズの飛翔体は秒速数kmまでしか加速できなかったが,本研究では秒速10km以上(最高秒速60km)に加速することに成功した.この技術を使って岩石標的に対して超高速度衝突実験を行い,衝突によって発生する高圧状態での岩石物質の状態方程式,高圧から解放後に発生する蒸気の組成や熱力学状態,クレーターサイズ,放出破片,クレーター深部の状態,など,これまで全く実験的データの無かった未知領域での知見を数多く得ることが出来た.
- 著者
- 杉田 精司
- 出版者
- 北海道大学低温科学研究所
- 雑誌
- 低温科学 (ISSN:18807593)
- 巻号頁・発行日
- vol.66, pp.97-105, 2007
ディープインパクト計画は,短周期彗星であるテンペル第1彗星の内部の物質を調べることを目的として人工衝突探査を行った.本稿では,その探査によって得られた観測結果をレビューし,その太陽系および彗星の起源と初期進化における意義を解説する.主な結果としては,(1)テンペル第1彗星の内部物質は典型的な長周期彗星の構成物質とよく似ていること,(2)特に1000Kを超える高温を経験した無水鉱物を大量に含んでいること,(3)衝突地点近傍にはサブミクロンの微小な炭素粒子に富んだ数十cmの厚さを持つ表層があること,が分かったことが挙げられる.これらはそれぞれ,短周期彗星と長周期彗星の形成領域が近かった可能性が高いこと,原始太陽系星雲内では物質の混合効率が高かった可能性が高いこと,テンペル第1彗星が太陽系辺縁部にいた時代に形成した非常に古い表層が残っている可能性があることを示している.Deep Impact mission conducted an artificial impact experiment to investigate the interior of comet 9P/Tempel 1, a short-period comet. This article reviews the results of this mission and discuss their implications for the origin and early evolution of both comets and the Solar System. Major results of the mission are as follows. (1) Materials excavated from the interior of comet 9P/Tempel 1 are similar to those in long-period comets. (2) The excavated materials contain anhydrous minerals that have experienced high temperatures (>1000 K). (3) The surface of comet 9P/Tempel 1 near the impact point has a surface layer several ten cm in thickness and containing submicron carbon particles. These findings indicate that long-and short-period comets may have been formed in similar locations, that the solar nebula may have had a high radial mixing efficiency, and that comet 9P/Temple 1 may have a very old surface layer that was formed when it was still in the outer peripheral region of the Solar System.
1 0 0 0 OA はやぶさ2のNIRS3・ONCによる月、地球、火星の可視近赤外スペクトル観測
- 著者
- 北里 宏平 杉田 精司 神山 徹 巽 瑛理 山田 学 澤田 弘崇 千秋 博紀 岩田 隆浩 安部 正真 仲内 悠祐 諸田 智克 本田 理恵 亀田 真吾 本田 親寿 鈴木 秀彦 小川 和律 石黒 正晃 渡邊 誠一郎 はやぶさ2NIRS3・ONCチーム Kitazato Kohei Sugita Seiji Koyama Toru Tatsumi Eri Yamada Manabu Sawada Hirotaka Senshu Hiroki Iwata Takahiro Abe Masanao Nakauchi Yusuke Morota Tomokatsu Honda Rie Kameda Shingo Honda Chikatoshi Suzuki Hidehiko Ogawa Kazunori Ishiguro Masateru Watanabe Sei-ichiro
- 出版者
- 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)
- 雑誌
- 第17回宇宙科学シンポジウム 講演集 = Proceedings of the 17th Space Science Symposium
- 巻号頁・発行日
- 2017-01
第17回宇宙科学シンポジウム (2017年1月5日-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県
1 0 0 0 IR 研究紹介
- 著者
- 杉田 精司
- 出版者
- 生命の起原および進化学会
- 雑誌
- Viva origino (ISSN:09104003)
- 巻号頁・発行日
- vol.33, no.3, pp.212-214, 2005-09-30
地球に生命が誕生したのは今から40億年程度も昔であると考えてられているが、その当時の地質学的記録はほとんど残っていない。しかし、火星表面には、地質学的記録を保持した地層が数多く残っており、生命が誕生した当時の環境が火星探査によって明らかにされる可能性がある。一方のタイタンは、非常に還元的な大気を持ち、宇宙線や紫外光などのエネルギーによって、さまざまな無生物的有機反応が起きている。タイタンにおける無生物的有機反応を詳細に調べれば、原始地球の大気に於ける分子進化過程に関する新しい知見を得られる可能性がある。本セッションでは、生命の起源に深い関連を持つこれらの2つの星について、最新の探査結果と研究紹介がなされた。
1 0 0 0 OA 天体衝突がもたらす地球環境変動の実験的解明
本研究では, 堆積岩及び各種氷の衝突脱ガス過程における化学反応過程の解明を目的として実験を行った. また, 脱ガス過程からの反応生成物が, 地球気候システムに及ぼす影響の定量的評価を行った. 結果として, (1)衝撃脱ガスによるCO2の発生は, 先行研究の推定より非常に高圧でのみ起きることと(2)白亜期末の巨大隕石衝突後には, 従来想定されていたCO2の大量発生ではなくCOが大量に発生したらしいこと, (3)COが大量発生した場合には, 強力な温室効果が起きることが分かった.
1 0 0 0 宇宙風化作用による太陽系天体表面進化の研究:鉄の影響
月岩石・隕石の実験室での反射スペクトルと月・小惑星の天体観測スペクトルには大きな違いがある。観測スペクトルは、全体的に暗く、波長が短いほど反射率が低い「赤化」の傾向があり、輝石やカンラン石に特有の1ミクロンの吸収帯が相対的に弱い。この月・小惑星表面の反射スペクトルの変化は、シリケイト中に含まれる酸化鉄が、ダスト衝突により還元されてナノメートルスケールの金属鉄微粒子となる「宇宙風化作用(Space Weathering)」と呼ばれる過程で天体表面が変成されたためと考えられている。研究申請者のこれまでの研究では、世界で初めてパルスレーザーを用いたシミュレーション実験でこの微小鉄粒子の生成を確認した。これまではサンプルをペレット状に固めるときに均等に圧力がかかるという理由で円形のサンプルホルダーを使用していた。昨年度は微小量サンプルの照射のために、皿状のサンプルホルダーを製作して使用した。本年度は、それを改良して微小量の隕石サンプルを照射できるようにした。また、導入した試料粉砕システムにより、隕石中に含まれる金属鉄も250ミクロン以下に粉砕できるようにした。この結果、これまでの隕石粉末試料照射と比較すると鉄の影響を正確に見積もることができるようになった。「はやぶさ」ターゲット天体のイトカワの反射スペクトルを再現するため、LL・Lタイプの普通コンドライトを中心として様々な隕石試料の照射実験を行った。粉末試料だけではなく、隕石固体表面へのパルスレーザー照射を行い、反射スペクトルの変化が起きることを確認した。岩石表面の色変化の確認は世界で初めてである。