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

基本信息

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

项目摘要

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。

这项研究旨在阐明在C型小行星表面发生的材料变化。在今年的上半年，就像上一个财政年度一样，我参与了对从碳质小行星Ryugu带来的样品的初步分析。今年的一个重大发现是，我们发现硝酸盐的表面含有硝酸盐，这些磁铁矿的表面被硝酸盐含有硝酸盐，这些磁铁矿被硝酸盐含有硝酸盐的含量。当使用透射电子显微镜检查元素分布时，发现氮气集中在磁铁矿表面约50 nm的区域。因此，使用电子衍射映射的详细分析表明，氮化铁（FE4N）覆盖了磁铁矿。富含氮的层也具有高浓度的铁，并且获得了α-铁的电子衍射模式。另一方面，还有一些颗粒在太空磁铁矿中不包含氮，并且在其表面上，铁的高浓度高至约50 nm，并且存在α铁。该分析的结果解释为如下：（1）由于太阳风在Ryugu表面和微晶体的影响下，氧气从磁铁矿中选择性消失，而氧气是由多余的铁原子产生的。（2）由微历史的影响产生的蒸气富含氨，这是高度反应性的，α铁和碰撞蒸汽之间的反应导致氮化铁的形成。在（2）的过程中，假设与Ryugu这样的CI软骨组成的碰撞蒸气，发现氮化铁不稳定，并且估计这些碰撞含有丰富的氮化合物。含有氮化合物的天体比CI组成富含固体，因为固体被认为是在太阳系以外分布的彗星和冰体。这种考虑表明，至少比CI软管少量富含氮的材料已经进入了地球当前的轨道，即地球轨道。 Ryugu太空风化的研究，包括上述结果，在夏季和冬季举行的日本国际学会（英国，日本）举行。目前提交论文。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Space weathering of iron sulfides on airless bodies

无空气物体上硫化铁的太空风化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
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）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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.

The 85th Annual Meeting of The Meteoritical Society

流星学会第85届年会