Nitrogen Isotope as a Probe for Deep Space Exploration

氮同位素作为深空探索的探针

基本信息

批准号：
20H00190
负责人：
橋爪光
金额：
$ 27.54万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、初期太陽系における太陽系外惑星領域から地球に向けた揮発性元素の物質輸送を追跡するため、代表的な揮発性元素の一つである窒素同位体に注目した多面的取組を進める。近年の研究の進展により、始原隕石の一部は、彗星同様に、小惑星帯よりはるかに太陽から遠い領域で形成したことが示唆され、彗星と隕石の区別が不明瞭になりつつある。本研究では、始原隕石で見られる隕石種毎に著しく異なる窒素同位体組成の中から、隕石形成場の温度環境を反映した変動情報を抽出するための取り組みを進める。更に、隕石と彗星の代表的な窒素含有物質の起源的関係を同位体組成の比較から明らかにする。一つ目の取組として、始原隕石や地球帰還小惑星試料の段階燃焼質量分析手法を駆使し、微惑星形成前の始原同位体情報を読み取る。本年度において、はやぶさ２により地球に持ち帰られた小惑星Ryugu試料の分析を進めた。その結果、化学組成や組織がRyugu試料と類似しているCIコンドライト隕石とRyugu試料の間に、窒素同位体組成や濃度に顕著な違いがあることがわかった。このことから小惑星上で窒素を始めとした揮発性元素の移動が起こっていたことがわかった。本結果はScience誌に速報され、更に、現在詳細結果を報告するフルペーパーが査読中である。二つ目の取組として、宇宙機に搭載可能な窒素同位体その場分析装置の基礎開発を進める。冷たい太陽系を代表する窒素含有固体物質であるアンモニアの同位体組成を測定するためのCRDS分析装置の試作と原理実証を進める。本年度においては、プロトタイプ装置を用い、アンモニアの窒素同位体分析に成功し、同位体検量線が得られた。本結果について、現在、論文投稿に向けた準備を進めている。

在这项研究中，我们将采取一种多方面的方法，重点是氮同位素，这是最具代表性的挥发性元素之一，以跟踪从早期太阳系外部区域到地球的挥发性元素的材料运输。最近的研究进展表明，一些原始陨石（例如彗星）在离太阳远比与小行星带的区域形成，从而使彗星和陨石之间的区别变得晦涩难懂。在这项研究中，我们将努力从氮同位素组成中提取波动信息，以反映陨石形成位点的温度环境，这些同位素组成与原始陨石中的每种陨石种类有显着差异。此外，通过比较同位素组成，揭示了陨石的代表性含氮材料与彗星之间的起源关系。第一种方法是在形成行星之前通过使用阶梯纤维燃烧质量分析方法来读取原始同位素信息。今年，我们对Hayabusa 2带回到地球的小行星Ryugu样品进行了分析。结果，发现氮同位素组成和CI软骨元素和ryugu样品之间的氮同位素组成和浓度存在显着差异，这些样品具有与Ryugugu样品相似的化学成分和组织。这表明挥发性元件（如氮）的迁移发生在小行星上。结果已在科学中报告，目前正在审查报告详细结果的完整论文正在审查中。作为第二种方法，我们将继续使用可以安装在航天器上的原位氮同位素分析仪的基本发展。我们将继续进行原型，并演示CRDS分析仪的原理，用于测量氨的同位素组成，氨（代表冷太阳系的含氮固体物质）。今年，使用原型设备成功地对氨的氮同位素分析进行了，并获得了同位素校准曲线。我们目前正在为提交这一发现做准备。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Isotopic Compositions of Noble Gases and Nitrogen in the Ryugu Samples Returned by Hayabusa2

隼鸟二号返回的龙宫样品中稀有气体和氮的同位素组成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Okazaki R.;Marty B.;Busemann H.;Hashizume K.;Gilmour J.;et al.
通讯作者：
et al.

The noble gas and nitrogen relationship between Ryugu and carbonaceous chondrites

龙宫与碳质球粒陨石之间的稀有气体和氮的关系

DOI：
10.1016/j.gca.2023.01.020
发表时间：
2023
期刊：
Geochimica et Cosmochimica Acta
影响因子：
5
作者：
Broadley M.W.;Byrne D.J.;Fri E.;et al.
通讯作者：
et al.

月極域水から解読する、月-地球軌道を横切る惑星水フラックス

从月球极地水破译出穿过月球-地球轨道的行星水通量

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤雅彦;黒澤耕介;加藤翔太;潮田雅司;長谷川直;鹿山雅裕，大竹真紀子，橋爪光，佐伯和人，山中千博，野村麗子，晴山慎，斎藤義文，榎戸輝揚，宮本英昭，諸田智克，唐牛譲，石原吉明，水野浩靖，星野健，麻生大;橋爪光，山中千博，鹿山雅裕，大竹真紀子
通讯作者：
橋爪光，山中千博，鹿山雅裕，大竹真紀子

Nitrogen isotopes in Ryugu return samples revealed by the stepwise combustion analysis, in comparison with CI falls and Antarctic finds.

通过逐步燃烧分析揭示的龙宫返回样本中的氮同位素，与 CI 下降和南极发现进行比较。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hashizume K.;Ishida A.;Chiba A.;Okazaki R.;Yada T.;Kitajima F.;Yurimoto H.;Nakamura T.;Naraoka H.;Noguchi T.;Yabuta H.;Tachibana S.;Watanabe S.;Sakamoto K. and Tsuda Y.
通讯作者：
Sakamoto K. and Tsuda Y.

月表土中に捕獲された水 - その分布に関する考察.

月球表面土壤中的水——对其分布的考虑。