星周塵候補鉱物における形状および結晶方位の異方性を伴った結晶化過程の解明

阐明与星周尘埃候选矿物的形状和晶体取向各向异性相关的结晶过程

• 批准号: 19015006
• 负责人: 茅原 弘毅
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19015006/
• 关键词: 赤外線天文学; 赤外線分光法; 星周塵; シリケイト; アモルファス; 結晶; アモルフアス; 結晶化過程; 分配係数

天体周囲の領域に存在する固体微粒子(宇宙塵)の光学特性を明らかにすることにより、宇宙塵そのものの形成・進化過程や、天体周囲の物理化学環境を推定することが可能となる。そのために宇宙塵候補物質の赤外線分光測定を行った。宇宙塵の主な構成鉱物として、結晶質や非晶質の珪酸塩が考えられている。これらのうち、結晶質成分は非晶質物質が星周での何らかの加熱機構を経て形成されたとされている。これを実験室で模擬するため、はじめに、ゾルゲル法を用いて輝石組成の非晶質珪酸塩を作成した。これを段階的に加熱することで結晶化を促し、分光測定を行うことによって、結晶化に伴う赤外線吸収スペクトルの変化の様子を明らかにした。また、これらの結果を解析し、結晶化に必要な活性化エネルギーやタイムスケールを評価した。更に、この方法で結晶化させた輝石試料のスペクトルは、先行研究において単結晶を用いて取得されたスペクトルとは異なる特徴を持つことが明らかとなり、過去に行われた天体観測結果と比較すると、これまで未同定とされていた多くのスペクトルフィーチャーを一度に矛盾無く説明することが可能であることがわかった。このことから、星周領域の輝石は何らかの理由により理想的な結晶構造を持っていないということが示唆される。輝石の構造に関するこの描像は、過去のいくつかの惑星間塵中の輝石の構造解析とも整合性があり、今後、星周での輝石の形成過程を解明する鍵になると考えられる。次に、プラズマ中で材料物質を融解、急冷させ、球状のカンラン石組成の非晶質物質を作成した。それらを加熱し焼結させた試料を用いて分光測定を行い、凝集や粒子形状によるスペクトルの変化を系統的に明らかにした。星周構造として円盤を持つものとシェル構造を持つものとでは、観測的にスペクトルの形が異なることが知られているが、本研究による実験結果を用いると、この違いを凝集の効果として解釈することが可能であることが解った。

The optical properties of solid particles (cosmic dust) existing in the sphere of the celestial body, the formation and evolution process of cosmic dust, and the physical and chemical environment of the celestial body may be inferred. Infrared spectroscopic determination of dust candidates The main components of cosmic dust are crystalline, amorphous and amorphous. The crystalline component is amorphous and the heating mechanism is crystalline. This method is made of amorphous silica composed of pyroxene. The heat of the stage is used to promote crystallization, spectroscopy, crystallization, and infrared absorption. The analysis of the results and the evaluation of the crystallization are necessary for the activation of the crystal. In addition, the method of crystallization of pyroxene samples is based on the previous study, and the characteristics of crystallization are obtained. The results of celestial measurements in the past are compared with those in the past. The reason for this is that the ideal crystalline structure is maintained. A study on the structural characteristics of pyroxenes, their structural analysis and their conformity in the past, future and planetary phases. Second, melting, quenching, and forming amorphous substances composed of spherical crystals. The sample was heated and the shape of the aggregated particles was determined by spectrophotometry. The results of this study are applicable to the study of the relationship between the structure of the satellite and the structure of the satellite.

项目成果

シリケイトの異方的な結晶化が赤外線吸収スペクトルに与える影響

硅酸盐各向异性结晶对红外吸收光谱的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 村田敬介;茅原弘毅;高倉崇;小池千代枝;土山明
• 通讯作者: 土山明

Laboratory spectroscopic diagnosis on circumstellar silicate dust

星周硅酸盐尘埃的实验室光谱诊断

• 发表时间: 2009
• 作者: K;Murata;村田敬介;茅原弘毅
• 通讯作者: 茅原弘毅

原始惑星系円盤における非晶質珪酸塩の挙動

原行星盘中无定形硅酸盐的行为

• 发表时间: 2008
• 作者: K;Murata;村田敬介;茅原弘毅;茅原弘毅;Hiroki Chihara;Hiroki Chihara;Hiroki Chihara;茅原弘毅
• 通讯作者: 茅原弘毅

Preliminary reports on infrared spectroscopy of amorphous silicates

无定形硅酸盐红外光谱的初步报道

• 发表时间: 2007
• 作者: K;Murata;村田敬介;茅原弘毅;茅原弘毅;Hiroki Chihara;Hiroki Chihara;Hiroki Chihara;茅原弘毅;茅原弘毅;茅原弘毅;茅原弘毅;高倉崇;茅原弘毅
• 通讯作者: 茅原弘毅

Mg/Fe Fractionation in Circumstellar Silicate Dust Involved in Crystallization

参与结晶的星周硅酸盐尘埃中的 Mg/Fe 分馏

• 发表时间: 2009
• 期刊: The Astrophysical Journal 696
• 作者: Keisuke MURATA;Takashi TAKAKURA;Hiroki CHIHARA;Chiyoe KOIKE;Akira TSUCHIYAMA
• 通讯作者: Akira TSUCHIYAMA