宇宙風化模擬実験から探る、太陽系小天体表面の有機物の化学進化

通过空间风化模拟实验探索太阳系小天体表面有机物的化学演化

• 批准号: 21K13981
• 负责人: 松本 徹
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K13981/
• 关键词: 宇宙風化; リュウグウ; 窒素; 窒化鉄; 磁鉄鉱; 小惑星; 有機物; イオン照射

本研究は、C型小惑星表面で起こる物質変化の解明を目指している。今年度前半は、昨年度に引き続き、炭素質の小惑リュウグウから持ち帰った試料の初期分析に関わった。 本年の大きな発見は、宇宙風化を受けた複数の砂に含まれる磁鉄鉱の表面が、窒化していることを見出したことである。透過型電子顕微鏡によって元素分布を調べると、磁鉄鉱の表面の50nm程度の領域で窒素が濃集していることがわかった。そこでelectron diffraction mappingを使った詳細な分析の結果、窒化鉄(Fe4N)が磁鉄鉱を覆っていることがわかった。また窒素の濃集層は、鉄の濃度も高く、α鉄の電子線回折パターンも得られた。一方で、宇宙風化を受けた磁鉄鉱で窒素が存在しない粒子も存在し、その表面では50nm程度の深さまで鉄の濃度が高く、α鉄が存在した。この分析結果を以下のように解釈した。(1)リュウグウ表面への太陽風の照射や微小隕石の衝突によって、磁鉄鉱から選択的に酸素が消失し、過剰となった鉄原子からα鉄が生成する。(2)微小隕石の衝突によって生じた蒸気は反応性の高いアンモニアに富み、α鉄と衝突蒸気が反応した結果、窒化鉄が形成した。(2)のプロセスにおいて、リュウグウのようなCIコンドライト組成の衝突蒸気を仮定すると窒化鉄は安定に存在しないことがわかり、衝突物に窒素化合物が豊富に含まれていたと推定した。CI組成よりも豊富な窒素化合物を固体として含む天体は、太陽系の外側に分布する彗星や氷天体が考えられる。この考察は、現在のリュウグウの軌道である地球領域に、CIコンドライトよりも窒素に富む物質が少なからず飛来していることを示唆する。上記の成果を含めたリュウグウの宇宙風化の研究について、夏・冬に開催された国際 学会(イギリス、日本)にて発表を行なった。現在論文を投稿中である。

The purpose of this study is to explain the changes in material on the surface of C-type asteroids. The first half of this year, the initial analysis of last year's sample, and the initial analysis of the carbon quality of the sample. This year's large きな発见は, cosmic weathering けた plural no sand に contain まれるmagnetic iron 鉱のsurface が, suffocation していることを见出したことである. Transmissive electron micromirrors are used to adjust the distribution of elements, and magnetic irradiators are used to control the concentration of elements in the surface area of ​​50nm.そこでelectron diffraction mappingをmakesったdetailedなanalysisのresults, asphyxiated iron(Fe4N)がmagnetic iron⁄鉱をcoveringっていることがわかった. The concentrated layer of またsuffocation element, the concentration of 鄄の高く, and the electron beam of α鄄のfold back are られた. One side, the weathering of the universe is subject to the existence of magnetic iron particles, the existence of particles, the surface of the universe, the depth of 50nm, the concentration of α iron, and the existence of α iron. The analysis results are as follows. (1) The collision of tiny meteorites on the surface of the surface of the solar wind and the magnetic iron The atom of 鉱から is chosen to disappear, and the atom of 鉰となった鉄 is generated. (2) The collision of tiny meteorites is the result of the reaction of the collision of the small meteorite, the reaction of the collision of the α-iron, and the formation of the suffocating iron. (2) のプロセスにおいて, リュウグウのようなCIコンドライトのconflict steaming 気を仮定するとThe presence of sulfide, stable compounds, and conflict substances such as sulfide compounds are presumed to exist. The composition of CI is composed of solid, celestial bodies, comets, icy celestial bodies, and distribution outside the solar system.このinvestigationは、NowのリュウグウのOrbit Earth Domainに、CIコンドライトよりもsuffocation element にrich む material が な か ら ず 飞来 し て い る こ と を 说 instruct す る. The above-mentioned results include the research on cosmic weathering of the universe and the summer and winter openness of the international society (イギリス, Japan). The paper is currently being submitted.

项目成果

Space weathering of iron sulfides on airless bodies

无空气物体上硫化铁的太空风化

• 发表时间: 2021
• 作者: Kawasaki Noriyuki;Nagashima Kazuhide;Sakamoto Naoya;Matsumoto Toru;Bajo Ken-ichi;Wada Sohei;Igami Yohei;Miyake Akira;Noguchi Takaaki;Yamamoto Daiki ... Yabuta Hikaru ... et al.;Toru Matsumoto;Toru Matsumoto;Toru Matsumoto
• 通讯作者: Toru Matsumoto

Formation and evolution of carbonaceous asteroid Ryugu: Direct evidence from returned samples

• DOI: 10.1126/science.abn8671
• 发表时间: 2023-02-24
• 期刊: SCIENCE
• 影响因子: 56.9
• 作者: Nakamura, T.;Matsumoto, M.;Tsuda, Y.
• 通讯作者: Tsuda, Y.

Luxembourg Institute of Sci. and Tech.(ルクセンブルク)

卢森堡科学技术研究所（卢森堡）

A history of mild shocks experienced by the regolith particles on hydrated asteroid Ryugu

水合小行星龙宫上的风化层颗粒经历过轻微冲击的历史

• DOI: 10.1038/s41550-023-01947-5
• 发表时间: 2023
• 期刊: Nature Astronomy
• 影响因子: 14.1
• 作者: Tomioka Naotaka、Yamaguchi Akira、Ito Motoo、Uesugi Masayuki、Imae Naoya、Shirai Naoki、Ohigashi Takuji、Kimura Makoto、Liu Ming-Chang、Greenwood Richard C.;et al.
• 通讯作者: et al.

Space Weathering of Anhydrous Minerals in Regolith Samples from the C-Type Asteroid Ryugu

C 型小行星 Ryugu 风化层样品中无水矿物的太空风化

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Noguchi et al.;T. Matsumoto et al.
• 通讯作者: T. Matsumoto et al.