著者

瀧川 晶

出版者

一般社団法人 日本鉱物科学会

雑誌

岩石鉱物科学 (ISSN:1345630X)

巻号頁・発行日

vol.51, no.1, pp.220225, 2022 (Released:2022-06-18)

参考文献数

68

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Astromineralogy has developed as an interdisciplinary field between astronomy and mineralogy since the discovery of crystalline silicate dust from stellar atmospheres by infrared observations in the late 1990s. Cosmic dust repeatedly forms and is destroyed along with the physical evolution of stars, and thus is a carrier of metallic elements in the galactic material circulation. Minerals found in the solar system and on Earth are observed outside the solar system as well. In addition, presolar grains are the very survivors of circumstellar dust, and are the key to understanding the observed dust and its formation process. Understanding the galactic material circulation through the formation and evolution of cosmic dust requires knowledge not only of astronomy but also of petrology and mineralogy. In this paper, I review the progress of astromineralogy including the author's research and discuss how mineralogy has contributed to the development of astromineralogy.

著者

瀧川 晶

出版者

日本惑星科学会

雑誌

日本惑星科学会誌遊星人 (ISSN:0918273X)

巻号頁・発行日

vol.29, no.1, pp.4-13, 2020-03-25 (Released:2020-05-22)

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先太陽系粒子は,太陽より一世代前の晩期星で形成し,星間空間を経て太陽系原材料物質の一つになった,星周ダストの生き残りである.星周ダストやダスト形成場の観測,先太陽系粒子の分析,ダスト形成実験を組み合わせることによって,先太陽系粒子固有の形成・変質履歴と,星周ダストの一般的特徴や形成過程という,相補的な情報を得ることが可能となる.本稿では,アルミナ(Al2O3)を鍵として,晩期星から太陽系形成に至るまでの,物質の形成と進化を紐解く試みを紹介する.

著者

松本 徹 Dennis Harries 仲内 悠祐 浅田 祐馬 瀧川 晶 土山 明 安部 正真 三宅 亮 中尾 聡 Falko Langenhorst

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

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硫化鉄はコンドライトや彗星塵などの初期太陽系物質に遍く含まれているが、星間空間や星周環境でのFeやSの存在形態はよく分かっていない。星間空間では固相の硫化鉄がほとんど確認されず、その原因として星間イオンの照射による硫化鉄の破壊機構が提案されている[1]。一方で、S型小惑星表面では硫黄のみが顕著に少ないことが報告されており、これは太陽風(太陽から飛ばされる荷電粒子)の照射や微小隕石衝突による硫化鉄からの硫黄の消失が原因であると推測されている[2]。こうした宇宙空間に曝された物質の変成作用を広い意味で宇宙風化と呼ぶ。銀河におけるFeやSの進化を解明する上で、宇宙風化が引き起こす硫化鉄の変成を具体的に理解することは重要である。小惑星イトカワから回収したレゴリス粒子は宇宙風化の痕跡が保存され[3]、月レゴリスに比べて硫化鉄を豊富に含む。そこで本研究ではイトカワ粒子の観察から、これまで報告が乏しかった硫化鉄の宇宙風化組織を記載し、その変成過程を明らかにすることを試みた。まず、宇宙科学研究所にて走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて硫化鉄を含む11個のイトカワ粒子に対して、troilite(FeS)に注目して表面の観察を行った。その後2つの粒子に対しては、さらに集束イオンビーム装置(FIB)を用いて粒子の一部から厚さ約100nmの切片を切り出し、透過型電子顕微鏡(TEM)で切片の観察を行った。イトカワ粒子表面の観察の結果、ブリスター(水ぶくれ状の)構造がtroilite の表面に見られた。これらは粒子表面が太陽風照射を受けた証拠である[3]。一方で一部のtroilite表面はいびつで、ウィスカー状の組織がその表面から伸びていた。ウィスカーの幅は50nm-500nm、 高さは50nm-2μm 程度であった。ウィスカーは密集する領域で約500nmから1μm の間隔で存在した。TEM観察の結果troilite表面のウィスカーはα鉄であり、その伸長方向は低指数の結晶軸方向におよそ一致することが分かった。ウィスカーが発達しているtroiliteの表面下にはバブルで満ちた深さ90 nm程度の結晶質の層が存在し、ウィスカーはその最表面から発達していた。イトカワ粒子のバブル層は、太陽風の主要な構成イオンであるHイオンとHeイオンの蓄積に伴うH2・Heガスの発生により形成したと考えられる。本研究ではイトカワ粒子と比較するために硫化鉄への太陽風照射を模擬したH+照射実験も行なっており、同様のバブル構造が再現されている。イトカワ粒子表面のα鉄の存在は硫黄原子が粒子表面から失われたことを示唆している。その過程としては、硫黄の選択的なスパッタリングを引き起こす水素よりも重い太陽風イオンの打ち込み[4]や、バブル内部の水素ガスと硫化鉄との還元反応[5]などが考えられる。イトカワの近日点(0.95AU)での放射平衡温度(約400K)下において、硫化鉄中の鉄はウィスカー間の1μmの距離を10年程度の短い期間で拡散できるため[6]、鉄原子はtroilite中を拡散してウィスカーに十分供給される可能性がある。ウィスカーが低指数方向に成長していることは、成長方向を軸とする晶帯面のうち表面エネルギーの低い低指数面で側面を構成できるので、ウィスカーの表面エネルギーを最小化した結果であると考えられる。Feウィスカーの形態は、Ag2Sから発生するAgウィスカーやその他の様々な金属めっき表面で成長するウィスカーに類似している。それらの成長機構として提案されているようにtroiliteの内部応力に関連した自発的な成長[7]によってウィスカーが形成したのかもしれない。[1] Jenkins (2009) et. al. ApJ.700, 1299-1348. [2] Nittler et al. (2001) MAPS. 36, 1673-1695. [3] Matsumoto et al. (2015) Icarus 257, 230-238. [4] Loeffler et al. (2009) Icarus. 195, 622-629. [5] Tachibana and Tsuchiyama (1998) GCA. 62, 2005-2022. [6] Herbert et al. (2015) PCCP. 17, 11036-11041. [7] Chudnovsky (2008) 48th IEEE Conf., 140-150.

著者

橘 省吾 瀧川 晶 川崎 教行 圦本 尚義

出版者

東京大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2019-04-01

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太陽系の原材料となったダストは,太陽より前世代の恒星周囲でつくられたダストや,星間空間で破壊され,再生産されたダストと考えられる.これら太陽系原材料となった「太陽型ダスト(恒星周ダストと星間再生産ダスト)」が,太陽系最初期にガスとの酸素同位体交換を経て,地球や隕石の材料である「地球型ダスト」へと変身する過程に注目する.(1) ダストとガスとの酸素同位体交換反応に必要な原始太陽系円盤の物理化学条件を実験より定量的に決定する.(2) 隠された太陽系原材料物質を始原隕石中に発見することにより (1) の過程の証明をめざす.