分子分光学的手法による惑星系始源物質の蒸発素過程に関する研究

利用分子光谱方法研究行星系统源物质的蒸发过程

• 批准号: 10740094
• 负责人: 平原 靖大
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740094/
• 关键词: 星間塵; ケイ酸塩鉱物; 非平衡凝縮; FT-IR; フォルステライト; 赤外スペクトル; コンドリュール; 非平衡蒸発; パルスノズル; 時間分解スペクトル; 吸収スペクトル

本研究においては、ケイ酸塩鉱物の蒸発・凝縮過程を実験室で再現するために、摂氏5000度以上の温度が実現可能なマイクロ波熔融装置に、耐熱石英ガラスによる真空高温光学セルを製作し組み合わせた実験装置を製作した。この装置を用いて、石英ガラス及びPeri clase(MgO)粉末を蒸発し、得られた凝縮物のキャラクタリゼーションを電子顕微鏡観察、特性X線元素マッピング、フーリエ変換赤外分光などの手法によりおこなった。この凝縮物の組成はMg:Si原子数比で1:5であり、赤外拡散反射スペクトルからはアモルファスSiO2およびForsteriteの混合物で、特にForsterite微粒子の粒径は0.1μm程度と非常に小さいことが明らかになった。実際に、ガスからの液相を経ることなく鉱物の微結晶を得た例は報告されておらず、近年の赤外線天文衛星のスペクトル観測結果の解釈において重要である。また、実際の星間塵微粒子の生成場であるO-rich AGB星の環境をシミュレートするため、蒸発下のArバッファーガスに微量の酸素を混合した条件下でのMgO+SiO2系の蒸発実験を行った。その結果、組成はエンスタタイトに近く、表面はアモルファスな、コンドリュールに類似した球状の微粒子を得た。この微粒子計138個の粒径分布は非平衡凝縮過程を強く示唆するガウス分布であった。実験系において珪酸塩の非平衡凝縮を実現した例は報告がなく、星間ダストの生成のメカニズムの詳細な検討において重要な結果が得られた。

In this study, the evaporation and condensation process of organic compounds was reproduced in a room at temperatures above 5000 degrees Celsius. It was possible to fabricate a vacuum high temperature optical system for heat resistant quartz melting devices. The device uses chemical, quartz and Periclase (MgO) powders to evaporate, obtain condensed matter, electron microscopy, characteristic X-ray element, and infrared spectroscopy. The composition of the condensed matter is Mg:Si atomic ratio = 1:5, and the red scattering reflection is very small. The particle size of the Forsterite fine particles is about 0.1μm. In recent years, the results of infrared astronomical satellite measurements are very important. The evaporation of MgO+SiO2 system was carried out under the condition of mixing trace acids in the atmosphere of AGB satellite under the condition of generation field of interplanetary dust particles. As a result, the composition of the particles is similar to that of spherical particles. The particle size distribution of 138 particles in this paper is a strong indication of the non-equilibrium condensation process. The results of detailed analysis of the non-equilibrium condensation of the system and the generation of the satellite were obtained.

项目成果

平原靖大(共著): "愛知県豊田市北東部の領家花崗岩地域の地球化学図" 地質学雑誌. 104(10). 688-704 (1998)

Yasuhiro Hirahara（合著者）：“爱知县丰田市东北部Ryoke花岗岩地区的地球化学图”地质杂志104（10）（1998）。

Y.Hirahara et al.: "Observations of ^<13>C isotopomers of HC_3N and HC_5N in TMC-1 : evidence for isotopic fractionation" Astronomy and Astrophysics. 329. 1156-1169 (1998)

Y.Hirahara等人：“TMC-1中HC_3N和HC_5N的^ 13 C同位素的观察：同位素分馏的证据”天文学和天体物理学。

平原 靖大: "地球化学講座 第2巻 宇宙・惑星化学"培風館. 20 (2000)

Yasuhiro Hirahara：“地球化学课程第2卷空间和行星化学”Baifukan 20（2000）。