80

日本惑星科学会誌Vol. 30, No. 2, 2021

「天体の衝突物理の解明 (XVI)/第12回スペースガード研究会 ～プラネタリーディフェンスの現況～」参加報告
荒川 創太1

図1. 研究会の集合写真（末次氏提供）．今回はオンライン開催であったことがわかる．

1. はじめに講演時間が比較的長め（30 分）に設定されており，講演中に随時質問を受け付けるスタイルを採用してい2021年 3月10日（ 水）から12日（金）の3日間の日程ることが本 研究会の特徴である．例年と異なりオンで，「天体の衝突物理の解明 ( X V I ) /第12回スペーライン開催であったが，50 名を超える参加者によるスガード研究会」がオンライン開催された（口頭発表

活発な議論が行われた（図1）．本稿では，筆者の参にはZ o om，ポスター発表および懇親会にはRemo

加報告として，研究会の様子を記述する．本 稿で紹が用いられた）．新 型コロナウイルス感 染 症の流行介する内容は筆者の理解にとどまっており，不正確の影響で，例年11月頃に開催されていた「天体の衝な部分が含まれている可能性が大いにある．各講演

突物理の解明」研究会が 3月開催に変更になり，まの要旨，発表スライドは衝突研究会のホームページた，スペースガード研究会との共催となった．本年度（ht t p: //w w w. i mpact-res .org /i mpact 2 0/） にのテーマは「プラネタリーディフェンスの現況」という掲載されているので，興味をもたれた方はそちらをことで，吉川真氏（宇宙科学研究所），浦川聖太郎氏参照していただくか，講演者に直接ご連絡いただき（日本スペースガード協会），大澤亮氏（東京大学）をたい．

迎え，ご講演いただいた．3件の招待講演を含め21件の口頭発表，および 6 件のポスター発表があった．
1.国立天文台 科学研究部

2. 講演概要
研究会のプログラムは以下の通りである．

「天体の衝突物理の解明 (XVI )/第12回スペースガード研究会 ～プラネタリーディフェンスの現況～」参加報告／荒川《口頭発表 》

ント時期の推定【招待講演】

3月10日
（ 水）

大澤 亮
（東京大学）

81

荒川 創太（国立天文台）東 京大学 木曽観 測 所トモエゴゼンによる微 小地 球

「氷」粒子の付着特性について

接近小惑星の動画観測【招待講演】

笹井 遥（神戸大学）

中村 昭子（神戸大学）

多 孔質氷天体のクレーター形成における衝突 残留

コンドライト模擬物の衝突圧密

温度計測

塩本 純平（神戸大学）

豊田 優佳里（神戸大学）

多孔質隕石模擬物質の衝突実験：キャビティー成長

土 星リング粒子を模 擬した多 孔質氷 球の低 速度衝の観察

突実 験：反発係数及び付着特 性に対する空隙率依存性

3月12日
（金）

野村 啓太
（神戸大学）

黒澤 耕介（千葉工業大学）

二次標的を用いた高速度岩石エジェクタの計測

減衰衝撃波を利用した衝撃回収実験 1：炭酸塩の波

山本 裕也（神戸大学）状消光の発生条件

低強度レゴリスにおける衝突エジェクタ速度スケー大野 遼（千葉工業大学）

ル則に対する実験的研究

減衰衝撃波を利用した衝撃回収実験 2：玄武岩の衝池谷 蓮（神戸大学）

撃溶融脈の発生条件

クレーターエジェクタが高速自転小惑星の赤道リッ嶌生 有理 ( JA X A / I S A S )ジを形成している？

熱赤外カメラを用いた衝突残留熱計測多田 賢弘（東京大学）

柳澤 正久（電気通信大学）

オーストラリア・アジアテクタイトイベント：インドシナ

ふたご座月面衝突閃光の低分散スペクトル半島東部におけるイジェクタ層の認定とその分布
木内 真人（ JA X A / I S A S）

《ポスター講演》低重力下での高速度衝突クレーター形成実験

保井 みなみ（神戸大学）

門野 敏彦（ 産業医科大学）

ガラスビーズを用いた低速度クレーター形成実験：学

有限サイズターゲット上のクレーター形成：爆発と衝

生実験のデータ統計解析

突の対応

嶌生 有理（ JA X A / I S A S）
次世代サンプルリターン候補天体の検討

3月11日
（木）

石田 紗那（神戸大学）

杉浦 圭祐（東京工業大学E L S I）

層構造試料を用いた衝突破壊実験：デジタル画像相

石鉄 隕石メソシデライトの形成シナリオ解明に向け関法による衝突破片速度分布の計測法の開発

たベスタ様小惑星への巨大衝突の数値計算

江口 裕樹（神戸大学）

黒崎 健二（名古屋大学）低空隙多孔質氷 標的を用いた高速度衝突実 験：運

巨大衝突に伴う大気散逸の数値計算と理論的考察

動量輸送およびクレーター形成過程に関する実験的鈴木 宏二郎（東京大学）

研究

ガラスビーズを用いた粉体の準静的圧縮試験と衝突

黒澤 耕介（千葉工業大学）

シミュレーションへの応用

粉体 標的の衝突爆心地周辺の物質回収方法につい吉川 真（ JA X A / I S A S）てプラネタリーディフェンスに関する国際的な取り組み

岡本 尚也（ JA X A / I S A S）

【招待講演】DE S T I N Y+ 搭載カメラ光学校正計画の検討状況

浦川 聖太郎（日本スペースガード協会）
ライトカーブ観測から迫る小惑星における衝突イベ

82

日本惑星科学会誌Vol. 30, No. 2, 20212.1

招待講演

いた微小地球 接近小惑星のサーベイについてご 講演いただいた．直径100 m 程度以下の微小小 惑 星

プラネタリーディフェンスに関する国際的な取り組は暗いため地球に接近したものしか 観測できない．

みと，地球接近小天体の観測について3件の招待講

また，地球接近小惑星は見かけの速度が大きいた演があった．ご多忙のところご講演を引き受けていめ高時間分解能の観測を行う必要がある．これらのただいたことに感謝したい．

困難について，Tomo - e G ozenは広視野動画観測

吉川氏（ JA X A /IS A S）にはプラネタリーディフェを行うことで効率的な微小地球 接近天体の検出をンス（スペースガード）の歴史と最 近の国 際 的な取可能にしていることを紹介されていた．また，ライトり組みについてご 講 演いただいた．International

カーブ観測による微小小惑星の自転周期の決定と，Asteroid Warning Network（ IAW N．地球近傍天破壊強度の推定に関する話が非常に興味深かった．

体の発見し軌道を確定する，各国の天文台などを中YOR P 効果による自転加速のタイムスケール，衝突心としたネットワーク）とSpace M is sion Pla n n i ng

破壊破片として初期に持つであろう自転速度などがAdv isor y Group（ S M PAG．地球に衝突する危険評価され，観測結果と比較されていた．

な小天体が発見されたとき，どのように対応するのかを検討する，各国の宇宙機関によって構成される組

2. 2

一般口頭講演織 ）が 2013 年に設立された経緯などを語っていただ

今回のテーマである「プラネタリーディフェンス」にき，とても勉強になった．また，「（なにも対策しなけ限らず，天体衝突に関する幅広い興味，関心に基づれば）ある国に衝突するはずだった天体が，回避策く講演が多数なされた．以下では筆者の判断でいくを実施しそれに失敗した結果として他の国に衝突しつかのテーマに分類し，それぞれの講演について簡てしまった場合，誰がどのような責任を負うのか？」と単に紹介させていただく．

いう質問が講演後にあり，国際的な協力体制の構築やルールの制定を平時から進めておくことが重要であるなあ，と感じた．

2. 2.1

高速衝突実験

天体の衝突物理の解明は惑星系の形成と進化に浦川氏（日本スペースガード協会）には小惑星のラおける最重要課題のひとつであろう．衝突によるクイトカーブ観測についてご講演いただいた．彗星・小レーター形成，エジェクタ放出過程などが室内実験

惑 星 遷 移天体 である107P/ Wi lson−H a r r i ng ton

や数値計算によって調べられており，今回の研究会の可視測光観測から，形状，タンブリング運動，衛星でも多数の発表を聞くことができた．の有無などを議論されていた．この天体は次世代サンプルリターン計画（詳細は嶌生氏のポスター講演を笹井：彗星のような多孔質氷天体の進化において，参照されたい）における有力な候補天体のひとつで

圧 縮支配 域のクレーター形成と衝突 残留熱を理 解もある．小天体の回転状 態によっては公開されていすることが重要である．高速衝突実験によって，多孔る形 状モデルでは計 算できないことがある，という質氷標的におけるクレーターサイズのスケーリング則困難について語っていただいたことが筆者の印象にや，ピット中心からの距離によって最大上昇温度や残っている．また，高速自転する10 mサイズの地球その到達時刻がどう変化するのか調べた結果が報接近天体 2012 T C 4 についてもライトカーブ観測から告された．加えて，熱伝導の数値計算による実験結形状や回転状態を推定されていた．三軸不等楕円体

果の再現から，衝突エネルギーの衝突 残留熱へのの回転状 態が遷移する時間スケールに関する議 論エネルギー分配率を推定していた．

が大変興味深かった．すばる望遠鏡H S Cアーカイブ

野村：火星エジェクタのフォボスへの輸送量を推定す

データを用いた小惑星発見アプリC OI A Sについてるために，二次標的を用いた高速度岩石エジェクタも紹介されていた．のサイズ・速度・放出角度の同時測定を行った．垂直大澤氏（東京大学）には東京大学木曽観測所の可衝突と斜め衝突のそれぞれについてエジェクタのサ視 光 広 視 野動画観測システムTomo - e G ozenを用イズと速度，放出角度と速度の関係が調べられてい「天体の衝突物理の解明 (XVI )/第12回スペースガード研究会 ～プラネタリーディフェンスの現況～」参加報告／荒川83

た．エジェクタ速度別の破片サイズ分布を求め，従来析から圧密領域の密度構造の推定が行われていた．の破片サイズモデルから得られる平均破片サイズと塩本：タギシュ・レイク隕石および CMコンドライトを比較してより大きい破片が高速で放出されているこ

模擬した多孔質の標的を作成し，それらの衝突破壊とが示されていた．

強度およびエジェクタの速度を調べた．エジェクタの

山本：衝突によって破壊される低強度レゴリスを標的速度は標的側面の前方，中央，後方の3点で計測しに用い，衝突エジェクタの速度分布・放出角度の標的（側面速度），衝突点からの距離を標的の等価球直粒子の強度や弾丸と標的のサイズ比に対する依存性径で規格化した値で整理した．2 種類のタギシュ・レを調べた．標的粒子としてcmサイズの大玉の風化凝

イク模擬物について，強度の大きいUT P S -T Bの方灰岩を用いた実験では，石英砂を用いた場合と比較が強度の小さいWC Sよりも側面速度が大きいことしてクレーター壁における規格 化エジェクタ速度がが示されていた．

大きいことが示されていた．

黒 澤：炭素質隕石の典 型的な水質変成鉱物である

木内：落下塔を用いて低重力下で高速衝突実験を行

カルサイトについて，波状消光を示す粒子の存在がい，クレーターサイズの重力依存性を調査した．宇中間衝撃圧力領域での衝撃 変成指標として有用で宙研の縦型二段式銃の真空チャンバー内に組立・解あることを紹介した．金属コンテナを用いて大理石体可能な落下装置を構 築することで低 重 力下での試料の衝撃回収実験を行い，さらにi S A L E sho ck

高速度衝突実験を可能にした．引張強度の小さい硅

physic s codeを用いた数値衝突計 算によって試料砂標的ではクレーター直径に明 確な重 力依 存性が中を伝播する衝撃波を評価した．回収した試料を薄見られ，重力支配域のπスケーリングが成り立つ．一片に加工し偏光顕微鏡で観察した結果，3 GPa 以上方で，引張強度の大きいFi ne Gla s s B eadsやアルの衝撃圧力を経験した領域で半分以上の粒子が波ミナを標的にした場合はクレーター直径に重力依存状消光を示すことが明らかになった．個々の粒子が性が見られず，これらのクレーターは強度支配域ま塑性変形を始めると波状消光を示すようである．

たは遷移域にあることが示された．実験 結果をもと

大野：玄武岩試料について衝撃回収実験を行い，回に，強度の影響を受けるクレーター直径が小惑星の収した試料を薄片に加工し岩石・鉱物学的観察、化サイズやレゴリスの粒径にどう依存するのか議論さ学組成マッピング、結晶学的分析を実施した．また，れていた．

衝突実験と同じ条件で i S A L Eによる数値計 算を実

門野：強度支配域におけるクレーター形成とカタスト施し，衝撃経験圧力・温度を推定した．ユークライト

ロフィック破壊の中間段 階であるside spa l lat ion

隕石の衝撃変成度について，波状消光角，マスケリに着目し，爆薬を用いた爆発実験と弾丸を用いた衝ナイト（衝撃ガラス）の存在量，ショックベインの有無突実験を行い，両者の対応関係を調べた．爆発実験で分類するK a nema r u Tableが存在するが，このでは室内衝突実 験よりも大きなクレーターを形成す

細分 化されたsho ck st ageに対して実 験と数値 計ることが可能であり，爆発実験と衝突実験の結果を算から定量的な圧力値を与えた．

対応させることができれば衝突破壊の標的サイズ依

嶌生：熱赤外カメラを用いた高速度衝突のその場観存性の研究に有用である．発表においては．実験結測による熱物性変化 検出手法の確立を目指し，硅

果から爆発条件（ 爆薬量と埋め込み深さ）と衝突条件

砂・ガラスビーズへ の高速 度 衝 突 の 熱 赤 外 撮 像を（弾丸サイズと衝突速度）の対応条件を導出していた．

実施した．衝突残留熱を計測した．硅砂ではクレー中村：マトリックス模擬試料とコンドルール模擬試料

ター内に高温 放出物が 残らない一方，粒 径1 m mを混合してコンドライト模擬試 料を作成し，衝突圧程度のガラスビーズでは高温の衝突生成物がクレー密実 験を行った．マトリックスとコンドルールの混合ター崩壊により埋没し，粒径100 μm程度のガラス物は，自己重力による静的圧縮だけではコンドライビーズでは高温衝突生成物がクレーター内に残留しトよりも大きな空隙率を持つことが期待されるため，た．また，クレーター内部の冷却・昇温過程が撮像で母天体上での衝突圧密や熱変成，水質変成が重要きており，今後，撮像された表面温度変化を熱モデだと考えられている．フラッシュX 線 透 過画像の解ル計算と比較する予定である．

84

日本惑星科学会誌Vol. 30, No. 2, 2021

鈴木：油圧プレスを用い，粉体の準静的圧縮実験を

多田：オーストラリア・アジアテクタイトイベントは地行った．圧縮実 験においては一部のガラスビーズが球上での大規模な衝突イベントの中で最も年代が新破砕され，非可逆的に粉体が圧縮される様子が 確しい（約80万年前）にもかかわらず，衝突クレーター認された．圧縮後は大きな粒子がガラス粉末中に距が未発見で，衝突地点周囲に分布するはずのイジェ離をおいて配列される構造になる．実験から，粉体クタ層も見つかっていなかった．そこで，インドシナの密度・圧力の関係が，非可逆的圧縮曲線と弾性的半島広域における野外調査を行い，イジェクタ層を除荷・再圧縮線で構成される「塑性ガス」モデルで表認定し，分布を調査した．テクタイトを含む角礫層現できることが確認された．発表では，圧縮実験のの層厚分布から，衝突地点はラオス南西部 B olaven

結果から構築した状態方程式をペネトレータの数値Plateauであると推定した．

シミュレーションに適用した結果も紹介されていた．

柳澤：月面衝突閃光の明るさから衝突エネルギーを2. 2. 2

低速衝突推定するためには，発光効率（運動エネルギーから可視 広域での発 光エネルギーへの変 換効率）を知

原始惑星系円盤でのダスト粒子の合体成長や，惑る必要がある．先行研究においては4つの流星群に星のリングを構成する粒子の運動を理解するためについて地球で観測された流 星数と月面閃光の数をは，低速度衝突実験によって衝突速度と反発係数の比較することで発光効率が求められており，衝突速関係を理解することが不可欠である．

度によらず0. 2% 程度であった．発表では，ふたご座
月面衝突の 低分 散スペクトル観測の結果が 紹 介さ

荒川：原始惑星系円盤中でのダスト粒子の成長を理れ，高温（約6000 K）・低温（ケイ酸塩の蒸発温度以解する上で，様々な分子の「氷」の付着特性を理解す下）の2成分の黒体放射の寄与があることが示される必要がある．そこで，水氷およびドライアイス粒子ていた．の限界付着速度について，過去の実 験 結果の再解釈を行った．ミクロンサイズの水氷 粒子の限界 付着

2. 2.4

数値計算

速度がドライアイス粒子よりも1桁程度大きいことが数値シミュレーションは天体 衝 突 の 研 究におい

実験的に知られているが，これが表面エネルギーのて非常に強 力なツールである．今 回の 研究会では違いではなく粘性的なエネルギー散逸の強さの違い

Smo ot hed Pa r t icle Hyd rody n a m ic s ( S PH ) 法に起因することを，粘弾性を考慮した球の接触理論を用いた巨大衝突の数値 計 算や，高速自転する小を用いて示した．

惑星上でのエジェクタ堆積物の分布に関する発表が豊田：土星リングはcmからmサイズの水氷粒子で形あった．衝突 実 験に関する発 表においてもi S A L E成されており，熱慣性などから多孔質な氷凝集体でなどを用いた数値計 算との比較を行っていたものがあると推測されている．そこで，多孔質氷球の低速多数あったことを付け加えておきたい．

度衝突実験を行い，反発係数及び付着特性に対する空隙率依存性を調査した．実験によって反発係数

池谷：コマ型小惑星の赤道リッジ形成メカニズムとと衝突速度の関係式が得られ，これを外挿することして，エジェクタ堆積物の赤道域への集中的な堆積で土星リング粒子の空隙率を議論した．また，多孔というモデルを提唱した．小天体の自転速度をパラ質球の反発係数の低下は，塑性変形によるエネルメータとして，球面一様乱数を用いて複数のクレーギー散逸によって説明できることが示されていた．

ターの位置及び直径を与え，エジェクタ粒子の軌道2. 2.3

地質調査，観測を計算することで堆積地点を求めた．Ry ug uサイズの天体について，自転周期が 3 時間の場合，メインベ

実 験や数値計 算だけでなく，観測や地質調査もルト小惑星ならば衝突破壊寿命よりも短い時間で十衝突研究を推進する重要な手法のひとつである．今分な高さの赤道リッジを形成できる可能性が示され回の研究会でもこれらの手法に基づく研究成果がた．

発表された．

杉浦：メソシデライトはベスタ（もしくは類似した直径「天体の衝突物理の解明 (XVI )/第12回スペースガード研究会 ～プラネタリーディフェンスの現況～」参加報告／荒川85

500 k m程度の天体）を母天体とする石鉄隕石であを専門としない人間でも気軽に質問ができる雰囲気

る．メソシデライトはコア由来の鉄・ニッケル合金とが形成されていた．これはこの研究会の素晴らしい地殻由来の火星岩質なケイ酸塩の混合物であり，マ伝統である（らしい）．毎回の参加報告で書かれていントルの主 成分であるカンラン石はほとんど含まれることの繰り返しになるが，少しでも衝突現 象にごていない．発表では，S PH法を用いた数値計算でベ興味があれば（現在は衝突研究を専門としていない

スタ様小惑星への巨大衝突を再現し，衝突後の天体方でも）是非気軽に参加されることを勧めたい．筆者

質量が元の質量の半分程度になるような条件においにとって今回の参加はまだ2回目であるが，とても楽てコアが掘削され，表面地殻と混合可能であることしい研究会であると再確認した．

が示された．また，衝突前の母天体の内部構造とし前回の「天体の衝突物理の解明」研究会のテーマて地殻とコアが厚いモデルを考えるとより観測事実

は「小惑星の表層進化」，前々回は「探査機はやぶさを説明しやすくなるという結果も紹介されていた．の成果と挑戦：初号機から２号機へ」であった．はや黒崎：惑星の大気量の違いはその形成過程や形成

ぶさ2の S C IとD CA M 3による宇 宙 衝 突 実 験 が 大後の進化過程を反映する．大気散逸の代表的なメカ成功したのが 2 年前（2019 年 4月5日）であり，これかニズムとして天体衝突があり，これまでの研究でもら大量に採取されたサンプルが分析されることで小議論されてきたが，衝突規模が大きい領域について惑星の形成・進化史がより深く議論されると期待さは十分に理解されていなかった．発表では，S PH法れる．また，今後も世界各国で様々な天体への探査を用いた巨大衝突に伴う水素ヘリウム大気散逸の計が計画されており，多様な天体における多様な衝突算結果が示され，衝突エネルギーから大気の流出エ現象が研究の対象になるのだろう．今回の研究会でネルギーへの変換効率が議論されていた．流出大気も，想定する天体として彗星，コンドライト母天体，ラ量と流出エネルギーの相関関係は2 種類の領域に分ブルパイル小惑星，火星などがあり，研究目的・手法

けられ，エネルギーに比例する領域と運動量に比例も非常に多岐にわたった．次の機 会にはどのようなする領域からなることが明らかになった．

天体の衝突物理と出会えるのか，今から楽しみであ

2.3

ポスター講演

ポスター講演は6 件あり，研究会 2日目にRemoを用いて実施された．今回も学生のポスター講演につる．

謝辞

いては2分間のフラッシュトークが行われた．オンラ研究会の開催にご尽力いただいた世話人の皆様

イン開催であったにもかかわらずポスター講演も盛（末次竜氏、岡本尚也氏、鎌田俊一氏、黒崎健二氏、り上がり，懇親会開始直前まで各講演者のスペース嶌生有理氏、杉浦圭祐氏、保井みなみ氏）に感謝いで議論が続いていた．

たします．また，本稿執筆の機会は大島商船高等専

3. まとめ
今回は「プラネタリーディフェンスの現況」というテーマで，第16回「天体の衝突物理の解明」研究会が第12回スペースガード研究会との共催で実施された．新型コロナウイルス感染症の流行で例年と同じ時 期に同じ形式で実施することはできなかったが，それでも非常に実りある研究会であったと感じた．
世話人の皆様および参加者の皆様にお礼申し上げたい．いずれの講演も時間配分ぎりぎりまで活発な議論が行われており，また，筆者のような衝突実験門学 校の末次竜 氏より頂きました（原稿の確認など大変お手数をおかけしました）．感謝申し上げます．