軽元素及び重元素同位体イメージングが切り拓く新しい太陽系起源物質の評価方法

由轻元素和重元素同位素成像开创的评估源自太阳系的材料的新方法

• 批准号: 22K18280
• 负责人: 伊藤 正一
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18280/
• 关键词: SIMS; 同位体; イメージング; 軽元素; 重元素; 隕石; 太陽系起源; 太陽系起源物質; 銀河大移動; 同位体イメージング

太陽系はいかにしてハビタビリティー（生物存在可能性）を獲得できたのか？この未踏課題に初めて答えを与えるのが銀河内での太陽系の大移動モデル（銀河大移動論）である．このモデルの検証には46億年前に太陽系が銀河内のどの場所、環境で誕生したかを物質化学的に調べる必要がある．その目的に最適な試料は、始源的な隕石に普遍的に含まれる微粒子集合体中の太陽系形成以前の星屑である．しかし、この微粒子は、その小さなサイズにくわえ、存在頻度が非常に低い（1-10ppm以下)ため、これまで誰も十分な数の粒子から物質科学的な情報を引き出すことができなかった．そこで本研究では、隕石中の膨大な数の粒子集合体から、星屑の微粒子を世界最高性能の超高感度元素・同位体イメージング分析手法を適用し、太陽系形成以前の情報を保持する微粒子から元素・同位体情報を引き出す．R4年度は、従来の二次イオン質量分析計に付属した同位体イメージング検出部の感度向上を目指し、超高感度なCMOSカメラを導入し、光子1個から測定可能な低バックグラウンドな環境下で測定可能であることを評価することに成功した．その結果、これまでの定量イメージングにおけるダイナミックレンジ2-3桁から3-4桁と大幅に向上し、露光時間1msから10分までの定量性を評価することに成功した．分担者平田と開発した隕石マトリクス中の超微粒子の一粒一粒の元素及び同位体情報をICP-TOF、MC-ICP-MS分析により明らかにし、現在論文投稿中である．分担者辻本は、星の移動を考慮した銀河化学進化に関する論文を報告した．また、 はやぶさ2により持ち帰られたRyuguリターンサンプル試料の化学分析班員として参加し、太陽系の始原物質の化学的評価を行うことに成功した．

太阳系如何实现可居住性？这个未开发问题的第一个答案是银河系中太阳系的伟大迁移模型（银河迁移理论）。为了验证该模型，有必要通过化学研究太阳系出生在银河系以及46亿年前的环境中的材料。出于此目的的最合适的样品是普遍包含的原始陨石中的微颗粒组件中的 - 极性系统形成。但是，除了小尺寸外，这些颗粒的存在频率很低（低于1-10 ppm），因此没有人能够从足够数量的颗粒中提取物质科学信息。因此，在这项研究中，我们将世界上最高的性能超高敏感元素和同位素成像分析方法用于陨石中大量粒子组件的星尘颗粒，并从良好的颗粒中提取元素和同位素信息，这些元素和同位素信息在形成太阳能系统之前保存信息。在R4财政年度中，我们引入了一个超高灵敏度CMOS摄像机，以评估可以通过单个光子进行测量的低背景环境中的测量，旨在提高与传统二级离子量质谱仪相连的同位素成像检测单元的灵敏度。结果，在先前的定量成像中的2-3至3-4位数字的动态范围已显着改善，并且成功评估了暴露时间从1 ms到10分钟的定量性能。通过ICP-TOF和MC-ICP-MS分析，已经揭示了由Sharer Hirata开发的陨石基质中每种晶粒颗粒的元素和同位素信息，目前正在提交。撰稿人Tsujimoto在一篇有关星河化学演化的论文中报告了恒星的运动。他还参加了Hayabusa2带回的Ryugu回流样品样品的化学分析团队的成员，并成功地对太阳系中的原始材料进行了化学评估。

项目成果

The Solar System calcium isotopic composition inferred from Ryugu samples

• DOI: 10.7185/geochemlet.2238
• 发表时间: 2022-10-19
• 期刊: GEOCHEMICAL PERSPECTIVES LETTERS
• 影响因子: 4.9
• 作者: Moynier, F.;Dai, W.;Yurimoto, H.
• 通讯作者: Yurimoto, H.

Samples returned from the asteroid Ryugu are similar to Ivuna-type carbonaceous meteorites

• DOI: 10.1126/science.abn7850
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: T. Yokoyama;K. Nagashima;I. Nakai;E. Young;Yoshinari Abe;J. Aléon;C. Alexander;S. Amari;Y. Amelin;K. Bajo;M. Bizzarro;A. Bouvier;R. Carlson;M. Chaussidon;B.-G. Choi;N. Dauphas;A. Davis;T. Di Rocco;W. Fujiya;R. Fukai;I. Gautam;M. Haba;Y. Hibiya;H. Hidaka;Hisashi Homma;P. Hoppe;G. Huss;K. Ichida;T. Iizuka;T. Ireland;A. Ishikawa;Motoo Ito;S. Itoh;N. Kawasaki;N. Kita;K. Kitajima;T. Kleine;S. Komatani;A. Krot;Ming‐Chang Liu;Y. Masuda;K. McKeegan;M. Morita;K. Motomura;F. Moynier;A. Nguyen;L. Nittler;M. Onose;A. Pack;Changkun Park;L. Piani;L. Qin;S. Russell;N. Sakamoto;M. Schönbächler;L. Tafla;Haolan Tang;K. Terada;Y. Terada;T. Usui;S. Wada;M. Wadhwa;R. Walker;K. Yamashita;Q. Yin;S. Yoneda;Hiroharu Yui;A. Zhang;H. Connolly;D. Lauretta;Tomoki Nakamura;H. Naraoka;T. Noguchi;R. Okazaki;K. Sakamoto;H. Yabuta;M. Abe;M. Arakawa;A. Fujii;M. Hayakawa;N. Hirata;N. Hirata;R. Honda;C. Honda;S. Hosoda;Y. Iijima;H. Ikeda;M. Ishiguro;Y. Ishihara;T. Iwata;K. Kawahara;S. Kikuchi;K. Kitazato;K. Matsumoto;M. Matsuoka;T. Michikami;Y. Mimasu;A. Miura;T. Morota;S. Nakazawa;N. Namiki;H. Noda;R. Noguchi;N. Ogawa;K. Ogawa;T. Okada;C. Okamoto;G. Ono;M. Ozaki;T. Saiki;N. Sakatani;H. Sawada;H. Senshu;Y. Shimaki;K. Shirai;S. Sugita;Y. Takei;H. Takeuchi;Satoshi Tanaka;E. Tatsumi;F. Terui;Y. Tsuda;R. Tsukizaki;K. Wada;Sei‐ichiro Watanabe;M. Yamada;T. Yamada;Yukio Yamamoto;H. Yano;Y. Yokota;Keisuke Yoshihara;M. Yoshikawa;K. Yoshikawa;S. Furuya;K. Hatakeda;T. Hayashi;Y. Hitomi;K. Kumagai;Akiko Miyazaki;A. Nakato;M. Nishimura;H. Soejima;A. Suzuki;T. Yada;D. Yamamoto;K. Yogata;M. Yoshitake;S. Tachibana;H. Yurimoto

From Galactic chemical evolution to cosmic supernova rates synchronized with core-collapse supernovae limited to the narrow progenitor mass range

从银河化学演化到与核心塌缩超新星同步的宇宙超新星速率，仅限于狭窄的前体质量范围

• DOI: 10.1093/mnras/stac3351
• 发表时间: 2022
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Yokoyama Tetsuya;Nagashima Kazuhide;Nakai Izumi;Young Edward D.;Abe Yoshinari;Aleon Jerome;Alexander Conel M. O’D.;Amari Sachiko;Amelin Yuri;Bajo Ken-ichi ... Yabuta Hikaru ... et al.;Tsujimoto T
• 通讯作者: Tsujimoto T