Thermal evolution of rough surface asteroids

粗糙表面小行星的热演化

• 批准号: 21K03649
• 负责人: 千秋 博紀
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Chiba Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03649/
• 关键词: 小惑星; 熱進化; 数値計算; 小惑星探査; 熱赤外観測

本研究は小惑星の熱進化を，数値シミュレーションによって求め，天体観測や惑星探査によって求められる結果と直接比較できるようにすることを目的としている。大気を持たない小惑星は，太陽光を熱源とし，黒体輻射で宇宙空間に熱を捨てることで熱進化する。従来の研究では主に，天体の公転軌道，自転周期，自転軸の傾きを考慮して熱進化の再現を試みてきた。しかし「はやぶさ２」の観測結果は，従来のモデルでは説明がつかない．そこで本研究では，天体表面の微地形（凹凸）に着目し，表面の凹凸が熱進化と，見た目温度に与える影響を数値計算によって求めている。本年度は，昨年度整備，開発した計算機システムと数値計算コード群を用いて，「はやぶさ２」で得られた小天体表面温度分布の再現を試みた。その結果，従来は影響が小さいとして無視してきた年周期（季節変化）の影響が大きいことが明らかになった。従来の検討では，円軌道を公転する小天体の低緯度地域について，年周期を考慮した場合と無視した場合の比較を行い，違いはせいぜい数K以内であるとしてきた。しかし実際には天体の軌道はだ円形をしており，自転軸が傾いている。近日点で夏となる半球の中高緯度では，夏には極端に暑くなり逆に冬には極端に寒くなる。この場合，地下に蓄えられた熱エネルギーが表面に運ばれることで熱慣性として働く。「はやぶさ２」や米国の小惑星探査機「オサイリス・レックス」の成果により，小惑星はそろばん玉型をしているものがあることが明らかになった。この場合，どの地域も実効的には中高緯度であり，従来の検討では省略してきた季節変化が重要となる。季節変化を考慮したシミュレーションは，日変化だけを考えればよい場合に比べてとても時間がかかる。本年度は，まずは時間を惜しまず愚直なシミュレーションを行い，影響の程度を明らかにすることに注力した。

本研究は小惑星の熱進化を，数値シミュレーションによって求め，天体観測や惑星探査によって求められる結果と直接比較できるようにすることを目的としている。大気を持たない小惑星は，太陽光を熱源とし，黒体輻射で宇宙空間に熱を捨てることで熱進化する。従来の研究では主に，天体の公転軌道，自転周期，自転軸の傾きを考慮して熱進化の再現を試みてきた。研究人员对"月球探测2”号示波器的结果进行了分析，并对未来可能出现的问题进行了明确的解释。本年度は，昨年度整備，開発した計算機システムと数値計算コード群を用いて，「はやぶさ2」で得られた小天体表面温度分布の再現を試みた。その結果，従来は影響が小さいとして無視してきた年周期（季節変化）の影響が大きいことが明らかになった。来此咨询咨询顾问，停用河道公募小天体低烈度地域咨询顾问，年周期试验性的非常规性的咨询顾问。しかし実際には天体の軌道はだ円形をしており，自転軸が傾いている。近日点で夏となる半球の中高緯度では，夏には極端に暑くなり逆に冬には極端に寒くなる。この場合，地下に蓄えられた熱エネルギーが表面に運ばれることで熱慣性として働く。「はやぶさ2」や米国の小惑星探査機「オサイリス·レックス」の成果により，小惑星はそろばん玉型をしているものがあることが明らかになった。この場合，どの地域も実効的には中高緯度であり，従来の検討では省略してきた季節変化が重要となる。季節変化を考慮したシミュレーションは，日変化だけを考えればよい場合に比べてとても時間がかかる。本年度は，まずは時間を惜しまず愚直なシミュレーションを行い，影響の程度を明らかにすることに注力した。

项目成果

YORP Effect on Asteroid 162173 Ryugu: Implications for the Dynamical History

YORP 对小行星 162173 Ryugu 的影响：对动力学历史的影响

• DOI: 10.1029/2021je006863
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Planets
• 作者: Kanamaru Masanori;Sasaki Sho;Morota Tomokatsu;Cho Yuichiro;Tatsumi Eri;Hirabayashi Masatoshi;Hirata Naru;Senshu Hiroki;Shimaki Yuri;Sakatani Naoya;Tanaka Satoshi;Okada Tatsuaki;Usui Tomohiro;Sugita Seiji;Watanabe Sei‐ichiro
• 通讯作者: Watanabe Sei‐ichiro

小惑星の公転が表面温度進化に与える影響

小行星公转对表面温度演化的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 千秋博紀，坂谷尚哉，諸田智克，横田康弘，嶌生有理，Hamm;Maximilian，田中智，岡田達明，荒井武彦，金丸仁明，竹内央
• 通讯作者: Maximilian，田中智，岡田達明，荒井武彦，金丸仁明，竹内央

Development of Numerical Model of the Thermal State of an Asteroid with Locally Rough Surface and Its Application

局部粗糙表面小行星热状态数值模型的建立及其应用

• DOI: 10.1007/s10765-022-03030-z
• 发表时间: 2022
• 期刊: International Journal of Thermophysics
• 影响因子: 2.2
• 作者: Senshu Hiroki;Sakatani Naoya;Morota Tomokatsu;Yokota Yasuhiro;Shimaki Yuri;Maximilian Hamm;Tanaka Satoshi;Okada Tatsuaki;Arai Takehiko;Takeuchi Hiroshi
• 通讯作者: Takeuchi Hiroshi

High Resolution Temperature Simulation of the Lunar Polar Region: Considerations of Importance of Unmodeled Topographic Roughness Effects

月球极区的高分辨率温度模拟：考虑未建模地形粗糙度效应的重要性

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshiaki Ishihara;Satoshi Tanaka;Hiroki Senshu;Hiroka Inoue;Mitsuo Yamamoto;Yuzuru Karouji and Makiko Ohtake
• 通讯作者: Yuzuru Karouji and Makiko Ohtake

ANNUAL EFFECT ON THE DIURNAL SURFACE TEMPERATURE TREND OF AN ASTEROID.

对小行星日表面温度趋势的年度影响。

• 发表时间: 2023
• 作者: H. Senshu;H. Maximillian;S. Tanaka;N. Sakatani;M. Kanamaru;Y. Shimaki;T. Arai;and T. Okada
• 通讯作者: and T. Okada