隕石に含まれる始原的物質の希ガスイメージングによる原始太陽活動の研究

通过陨石中原始物质的稀有气体成像研究原始太阳活动

基本信息

批准号：
22KJ0026
负责人：
和田壮平
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

太陽風のエネルギー分布やフラックスは，太陽の活動度を反映する。太陽風希ガスを豊富に含む隕石（ガスリッチ隕石）は，母天体の表層で太陽系形成初期に太陽風照射された物質を多く含んでいる。ガスリッチ隕石中の太陽風起源希ガスを含む鉱物を特定し，その鉱物内の太陽風希ガス分布を解明することで，太陽系形成初期の太陽活動を推定できる可能性がある。これまでに，本研究では同位体ナノスコープを改造し，ヘリウムの広領域イメージングシステムを構築した。構築した広領域イメージングシステムを用いて，ガスリッチ炭素質隕石のひとつ，Northwest Africa 801隕石中の太陽風ヘリウム分布を観察した。イメージングの結果，太陽風ヘリウムはコンドリュール内やコンドリュールのリムからは検出されず，隕石のマトリクス部分から検出された。マトリクスは，太陽風ヘリウムが検出されない塊状の部分の間隙を，太陽風ヘリウムが検出される部分が埋めるような構造を示した。これは，隕石母天体上で，太陽風に曝された表層の砂が，地下の固結したレキ状の物質の間に入り込んだことを示している。ガスリッチ隕石の広領域ヘリウムイメージングによって，隕石母天体の堆積構造を可視化できた。また，太陽風ヘリウムが隕石マトリクス中の金属鉄・硫化鉄・水酸化鉄粒子に特に濃集していることを突き止めた。ヘリウムが濃集している各粒子へ超高空間分解能でのヘリウムイメージングを行うことで，鉱物のリム部分にヘリウムが濃集していることを発見し，鉱物粒子に含まれるヘリウムが母天体での太陽風打ち込みに由来することを明らかにした。これらの研究成果について，2022年5月，8月，2023年2月に開催された国際学会（日本，イギリス）と2022年9月，2023年3月に開催された国内学会で発表を行った。

太阳风的能量分布和通量反映了太阳的活性。富含稀有太阳风气的陨石（富含气体的陨石）在太阳系形成的早期阶段，含有大量的太阳风在母体表面辐射的材料。通过鉴定含有富含气体的陨石中太阳风起源的稀有气体的矿物质并阐明矿物质中稀有气体的分布，可以在太阳系形成开始时估算太阳能活动。到目前为止，在这项研究中，我们已经修改了同位素纳米尺度，以构建广阔的氦成像系统。使用构建的宽面积成像系统，我们观察到太阳风氦在西北非洲801陨石中的分布，陨石是富含气体的陨石之一。成像结果表明，在软骨或软骨的边缘未检测到太阳风氦，但在陨石的基质中被检测到。基质显示了一个结构，在该结构中，检测到太阳氦的区域填补了未检测到太阳氦的块状部分之间的空隙。这表明在陨石母体物体上，暴露于太阳风的表面砂已在地下固结的lechy样材料之间输入。陨石母体的沉积结构通过富含气体的陨石的宽面积氦成像可视化。还发现，太阳风氦在陨石基质中特别集中在金属铁，硫化铁和氢氧化铁颗粒中。通过在浓缩氦气的每个颗粒上进行超高空间分辨率进行氦成像，发现氦气浓缩在矿物的边缘中，表明矿物质颗粒中包含的氦气来自母体的太阳风植入。这些研究结果在2022年5月，2023年5月的国际科学学会（日本，英国）以及2022年9月和2023年3月举行的日本科学学会（日本，英国）举行。