惑星起源物質形成環境解明のためのAFMによる惑星間ダストの表面観察

現在提唱されているような急激に温度変化する星雲環境でのダスト形成をシミュレートした。核形成過程のその場観察実験により、凝縮順序はこれまで考えられてきた凝縮順序はforsterite, enstatiteそしてsilicaであったが、実際には界面張力の違いによって準安定なsilicaが最初に凝縮し、次いでenstatiteの核形成が起こる。この実験の結果明らかになったことはとこの準安定相の凝縮によってケイ酸塩の惑星間ダストに見られる化学組成的多様性が作り出されるということである。この実験事実は、従来なされてきたように"相の安定関係のみで凝縮微粒子形成条件を決定する"ということは出来ないということを示す。しかし、結晶の形態は結晶成長時のガス温度、濃度条件に応じて変化するということが知られている。そこで、粒子の形態が成長条件によってどのように変化するのかを実験によって調べた。forsterite微粒子の形態は成長時のガス温度、濃度条件に依存し系統的に変化した。FE-SEM, TEMによる微細組織の観察により、この系統的な結晶形態変化は準安定な液相が微粒子表面に凝縮することによって引き起こされるということが明らかになった。天然の隕石を構成しているミクロンサイズのダスト微粒子との比較により、天然のダストは数分から数十秒の時間スケールで急激に冷却されたガスからの凝縮により出来たものであるということがらかになった。今年度は、ガスからの微粒子核形成メカニズムについての研究成果を国際誌"Journal of Crystal Growth"に発表した。さらに凝縮微粒子の形態のガス温度、濃度依存性における準安定ケイ酸塩メルト凝縮について、国際結晶成長学会(14^<th>),日本結晶成長学会(34th)ならびにGrain Formation WorkShop 24^<th>で発表した。

現在提唱されているような急激に温度変化する星雲環境でのダスト形成をシミュレートした。核形成過程のその場観察実験により、凝縮順序はこれまで考えられてきた凝縮順序はforsterite, enstatiteそしてsilicaであったが、実際には界面張力の違いによって準安定なsilicaが最初に凝縮し、次いでenstatiteの核形成が起こる。この実験の結果明らかになったことはとこの準安定相の凝縮によってケイ酸塩の惑星間ダストに見られる化学組成的多様性が作り出されるということである。この実験事実は、従来なされてきたように"相の安定関係のみで凝縮微粒子形成条件を決定する"ということは出来ないということを示す。しかし、結晶の形態は結晶成長時のガス温度、濃度条件に応じて変化するということが知られている。そこで、粒子の形態が成長条件によってどのように変化するのかを実験によって調べた。forsterite微粒子の形態は成長時のガス温度、濃度条件に依存し系統的に変化した。FE-SEM, TEMによる微細組織の観察により、この系統的な結晶形態変化は準安定な液相が微粒子表面に凝縮することによって引き起こされるということが明らかになった。天然の隕石を構成しているミクロンサイズのダスト微粒子との比較により、天然のダストは数分から数十秒の時間スケールで急激に冷却されたガスからの凝縮により出来たものであるということがらかになった。今年度は、ガスからの微粒子核形成メカニズムについての研究成果を国際誌"Journal of Crystal Growth"に発表した。さらに凝縮微粒子の形態のガス温度、濃度依存性における準安定ケイ酸塩メルト凝縮について、国際結晶成長学会(14^<th>),日本結晶成長学会(34th)ならびにGrain Formation WorkShop 24^<th>で発表した。