衝突剥離過程の解明：天体衝突による惑星間物質輸送への応用
【研究分野】地球宇宙化学
【研究キーワード】
惑星起源・進化 / 地球科学 / 惑星探査 / 宇宙科学 / 地球化学 / 惑星期限・進化
【研究成果の概要】
天体衝突によって物質が高速度で放出される衝突剥離過程の詳細を明らかにするべく、衝突数値計算と衝突実験を行なった。衝突数値計算により、標的深部の物質が、浅部の低衝撃圧しか受けていない物質をトコロテン式に押し出すという加速メカニズム（後期加速）が、衝突剥離過程において重要であることを明らかにした。衝突実験においてもこの後期加速を確認することができた。後期加速は、低衝撃圧しか経験していない火星隕石の火星表面からの放出過程をうまく説明する。また、火星への天体衝突で、火星衛星へ輸送される火星表層物質の量を再検討した結果、従来よりも10倍以上輸送されることもわかった。
【研究の社会的意義】
天体衝突は、惑星の形成・進化過程のあらゆる場面で起こるため、惑星科学において基本かつ普遍的な現象である。衝突剥離過程は標的浅部の物質が低衝撃圧にも関わらず、高速度に放出される過程であるため、火星隕石の放出過程やパンスペルミア説の評価などに応用されてきた。それにもかかわらず、衝突剥離過程が短時間かつ限られた領域でしか起きないことから、実験的・数値計算的な困難さにより、これまで詳細は不明であった。本研究では、愚直に、超高解像度の数値計算を行い、世界最高速のビデオカメラと単一色の光源を用いた衝突実験を行うことによって、衝突剥離過程の詳細を明らかにすることができた。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 黒澤 耕介 | 千葉工業大学 | 惑星探査研究センター | 上席研究員 | (Kakenデータベース) |
| 岡本 尚也 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 宇宙科学研究所 | 特別研究員(PD) | (Kakenデータベース) |
|
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)