46

日本惑星科学会誌Vol. 29, No. 1, 2020

「天体の衝突物理の解明 (XV)～小惑星の表層進化～」
開催報告
末次 竜1，岡本 尚也 2，鎌田 俊一 3，
嶌生 有理 2，杉浦 圭祐 4，保井 みなみ 5

1. はじめに中敬称略)．各講演のスライドや要旨は研究会のウェブページにアップロードしているので，詳細はそち2019 年11月27日( 水 ) ～29日( 金 ) の三日間， 千葉らを参 考にしていただけ たら幸 いである( ht t p: //工業大学スカイツリータウンキャンパスにおいて「天w w w. i mpact-res . org / i mpact19/ i ndex . ht m l)．

体 の 衝突 物理の 解 明 ( X V ) ～小 惑 星の表 層進化

なお毎年，研究会の内容は初回 [ 1]を除いて参加者～」を開催した ( 図１)．研究会の目的は天体の衝突に報告をお願いしてきたが，私 ( 末次 )自身はこれま

現 象に関係する物理の理 解であり，2005 年に初開で報告記事を執筆していなかったため，今回は15 年催されて以降，会場の変更等はあったが毎年継続的ぶりに開催報告という形をとらせていただくことにした．に開催され，今回で第15回を迎える．
この研究会では毎年，議論の軸となるテーマを設定しており，今年度のテーマは「小惑星の表層進化」である．毎年 4，5月頃に世話人らでテーマについて相談し決めているが，今 年度は相談時 期に探 査機「はやぶさ2」による小惑星リュウグウ表面への宇宙衝突実 験の成功もあり，比較的早い段階で今回の2. プログラム<<口頭講演 >>■11月27日(水)テーマとなった．当然，探査機「はやぶさ2」の結果も鈴木大輝（アストロバイオロジーセンター）含めた議論が望まれるため，探査に大きく関わって「彗星衝突による有機分子運搬の可否」

おられる荒川政彦氏 ( 神戸大学)，杉田精司氏 ( 東京岩佐海詩（神戸大学）

大学)，坂谷尚哉氏 (宇宙航空研究開発機構 )の三名「衝突掘削による氷小天体カラーへの影響」にご講演をお引き受けいただいた．こうした内容で

豊田優佳里（神戸大学）

一般講演を募集した結果，首都圏開催ということも「土星リングを模擬した多孔質氷 球の反発に関するあり講演数が例年よりも増加し，最終的には口頭講実験的研究 」

演が 28件 ( 招待講演含む)，ポスター講演が 15 件，参杉村瞭（神戸大学）

加者総数は55 名となった．

「物質強度を変化させた模擬小惑星標的を用いた高以下では研究会の内容をごく簡単に紹介する( 文1.産業医科大学
2.宇宙航空研究開発機構
3.北海道大学
4.東京工業大学
5.神戸大学ryos@med.uoeh-u.ac.jp

速度クレーター形成実 験〜クレータースケール則の導出，エジェクタ放出過程の解析〜」
樋口誠（北海道大学）「冥王星の衝突クレーターの深さ- 直径比とその理論的解釈 」
中村昭子（神戸大学）

「天体の衝突物理の解明 (XV) ～小惑星の表層進化～」
開催報告／末次 他

47「衝突弾丸物質の残存」

阿部新助（日本大学）

保井みなみ（神戸大学）「月面衝突閃光と微光流星の多波長同時観測による「石膏及びガラス球の衝突破壊強度に対する斜め衝

メテオロイドのサイズ分布決定 」

突の影響」

布施綾太
（日本大学）

中村誠人（神戸大学）「衝突閃光の実験・観測・数値シミュレーションによ「氷微惑星を模擬した氷球の斜め衝突実験 」

る研究 」■ 11月28日(木)鈴木宏二郎（東京大学）「塑性ガスモデル数値流体 力学によるペネトレータ山本裕也（神戸大学）貫入シミュレーション」「リュウグウ表層を模擬した低強度粗 粒標的に対す池田晋太郎（神戸大学）るクレーター形成実験 」「衝突によるラブルパイル天体の自転速度変化」

杉浦圭祐（東京工業大学）

黒崎健二（名古屋大学）「小惑星の高速自転変形の数値計 算とリュウグウな「水素大気を持つ惑星の天体衝突」

どのコマ型の形成条件について」

城野信一（名古屋大学）

金丸仁明（大阪大学）「木星の形成に伴うコンドリュールの形成 」「小 惑 星 Ry ug uに働くYOR P 効果の数値 計 算：自大村知美（名古屋大学）

転状態の進化史の解明に向けて」「小規模衝突による傾斜地形緩和に関する実験的研

道上達広（近畿大学）

究」「小 惑 星リュウグウに お けるメートルサイズのボル長足友哉（神戸大学）

ダー3 軸比」「自由落 下ダスト流に形 成 するクラスター間 衝 突 実

荒川政彦（神戸大学）【 招待講演】

験」「はやぶさ2- S C IとD CA M 3による宇宙衝突実験 」
杉田精司（東京大学）【 招待講演】<< ポスター講演 >>「はやぶさ2 観測データから見えてきた小惑星リュウ

塩本純平*（ 神戸大学）

グウの進化史」「D型小惑星模擬標的の衝突破壊実験 」

坂谷尚哉（宇宙科学研究所）【 招待講演】

堀川和洋 （* 神戸大学）「はやぶさ2中間赤外カメラの観測結果」「始原的隕石母天体を模擬した衝突破壊に関する実

和田浩二（千葉工業大学）

験的研究 」「S C Iクレータから放出されたイジェクタ粒子のサイ長野巧 （* 神戸大学）

ズ推定 」「フラッシュX 線による衝突破片の速度-質量分布の門野敏彦（ 産業医科大学）

観測：乾燥粘土を用いた強度と空隙率に対する依存「小惑星Ry ug uでの宇宙衝突実験: 放出物のパター性の研究 」

ンとボルダー」

笹井遥 * ( 神戸大学)

巽瑛理（I nst it uto de Ast rof isic a de Ca n a r ia s）「多孔質天体を模擬した雪のクレーター形成実 験及「極域観測から示唆されるリュウグウのスペクトル進

び衝突残留熱の計測」

化」

横田優作 * ( 神戸大学）■ 11月29日(金)「バルジ地形に形成される衝突クレーターに関する実験的研究 」

黒澤耕介（千葉工業大学）

大川初音 * ( 神戸大学)「炭素質隕石シミュラントからの衝撃脱ガス」「クレーター形成時のエジェクタ放出過程における3柳澤正久（電気通信大学）

次元粒子追跡」「月面衝突閃光の発光メカニズム」

中澤風音 * ( 東京工業大学)

48

日本惑星科学会誌Vol. 29, No. 1, 2020

「放出物カーテンにおけるパターン形成のメカニズム士の非弾性衝突が重要である．衝突実 験で氷 球の解明に向けた多粒子衝突シミュレーション」

反発係数を調べ，ある衝突速度以上で非弾性衝突末次竜 ( 産業医科大学)に推移することを明らかにした．

「L IG G GH T Sによる衝突計算」

杉 村 : 天体には物質強度があるが従来の掘削流の嶌生有理 (宇宙科学研究所)

モデルは物質強度を無視している．衝突実験の結果「Ry ug u クレーターの熱物性 」

をもとにモデルを改良しリュウグウ表面の物質強度黒澤耕介 (千葉工業大学)に制約を与えた．

「大気中斜め衝突現象の高速シュリーレン撮像 」

樋口 : 探 査機 New Hor i zonsによる観測結果から黒澤耕介 (千葉工業大学)

冥王 星のクレーターの深さと直径の関係を求めた．

「i S A L E users g roup i n Japa n 活動報告」

その関係からクレーターの形 状変化が起こるサイズ

岡本尚也 (宇宙科学研究所）

を調べ，リソスフィアの厚さなどを見積もった．

「DE S T I N Y+ミッション 搭 載 カメラによる小 惑 星

中村( 昭 ): 小惑星表 層にある反射率が異なる物質

Phaet hon 表 層の 観 測：機 上校 正方 法に関する検はインパクターの残骸である可能性が指摘されてい討」

る．実際に衝突実 験を行い，放出物にインパクター佐藤峰南 (千葉工業大学)の破片が多数含まれうることを示した．

「米国西部に分布する白亜紀-古第三紀境界セクショ

保井, 中村( 誠 ): 天体は多くの場合，角度を持ってンの強親鉄性元素およびオスミウム同位体組成バリ衝突することから，衝突実験で大規模破壊に必要とエーション」

されるエネルギーの衝突角度依存性を調べた．斜め平田直之 ( 神戸大学)

衝突の場合，衝突 速度の ( 標的表面に対する) 法 線「リュウグウクレーターの東 西 不対 称性の起源に関成分を用いることで，エネルギーと破片質量が冪のする理論的考察」

関係になることを示した．ただし冪指数は，標的の門野敏彦 ( 産業医科大学)

構成物質( 石膏や氷など )によって異なる．

「爆発によるクレーター形成：衝突との対応」

ポスター講 演 : 口頭講 演の増 加から，これまで二（*はポスター2分講演者）日目に行っていたポスター講演を今 年は初日に行っ

3. 講演概要

た．毎年，ポスター講演者のなかには，学外で初めて発表する学生がいる．そうした学生と他機関の研究者との研究交流を促すために，二年前から学 生

各講演内容を簡単に紹介するが，関係性が強いにのみポスターの内容を紹介する2分発表の時間を講演については，まとめて紹介していることについてポスター講演の前に設けている．今 年度は2分発 表ご了承いただきたい．の定着もあり，発表スライドに実験結果や数値計算

3.1

11/27(水)結果の動画を入れるなどの積極的な研究 紹介 が目立った．その結果，ポスター講演は大変盛り上がり，

鈴 木( 大 ): 天体衝突で地球に持ち込まれる有機 分

予定していた時間では足りず，講演の時間を超えて子の生存率を数値計 算で調べた．計 算で得た分 子も議論が行われていた．

が生存可能な温 度領域の割合と衝突角度ごとの衝突確率から，生存率が従来よりも低くなることを示し

3. 2

11/28(木)た．

山本 : リュウグウ表 層を模擬した大きさの異なる粒

岩佐 : トロヤ群小惑星のカラーの二分 性に対する天子で構成された標的への衝突実 験を行い，粒子破体衝突の表面掘削の寄与を調べ，臨界 衝突エネル

壊で消費されるエネルギーの効果をスケーリング則ギーより小さいエネルギーで小天体の半球全体が更に考慮する必要があることを示した．

新されうることを示した．

杉浦 : リュウグウのコマ型形状の形成に自転速度が豊田 : 土星リングの薄さを維持するには構成粒子同及ぼす影 響を数値計 算で調べ，高速で自転し構成「天体の衝突物理の解明 (XV) ～小惑星の表層進化～」
開催報告／末次 他

49

図1: 集合写真（杉村瞭氏(神戸大)提供）．

粒子間の摩擦が大きい場合には，コマ型形状になり面の強度は極めて小さく重力に支配されていること得ることを示した．

を明らかにした．

金丸 : リュウグウの観測結果 ( 軌道・形 状モデル等 )杉田: ONC (Opt ica l Navigat ion Ca mera)のリュと熱モデルから，YOR P 効果による自転速度変化をウグウ表 層のスペクトル観測により，リュウグウはC

見 積もり，10万～100万年の時間スケールで自転が型小惑星のうち含水吸収の無いグループに分類され減少していることを示した．

た．これはリュウグウの母天体と推測されているポ

道上 : リュウグウ表面にあるメートルサイズの岩塊のラナ，オイラリアの特徴とも一致している．また表層三軸比を測定した結果，それらの平均値は衝突 破の多くの岩塊も同じスペクトルである．そのため，こ壊で形成される破片の比の値とおおむね一致しておれら岩塊が母天体への天体 衝突で生まれた破 片とり，岩塊は衝突破壊で形成された可能性が高い．

すると，母天体の内部は加熱され均一だった可能性

荒 川 : S C I ( Sma l l Ca r r y- on I mpactor) の 弾 丸がある．一方，小さいクレーターが表層に少ないこと

はリュウグウ表面から約60 °の角度で斜め衝突し直から，リュウグウ表層の更新速度は100万年以下とい

径14. 3mで中心にピットがあるクレーターを形成しう非常に短い時間スケールであることが示唆される．

た．クレーターの形 状は半円形であり，これは衝突

坂谷 : リュウグウ表 面の 熱 慣 性をT I R ( Ther ma l

点近くの岩塊が影 響した可能 性が 高く，実 際，分I n f ra Red I mager)で全 球的及び局所的に調べた

離 カメラ D CA M 3( Deployable CA Mera i n 3rdが，基本的に均一であり，その値は200Jm - 2 s - 0. 5 K -1

generat ion)で撮 影されたエジェクタも岩塊に阻害程度であることを明らかにした．これは岩塊の性質され岩塊方向へはほとんど放出されていない．またが低熱慣性 (=高空隙 )であり，値が地球上の隕石と長 時間エジェクタカーテンがリュウグウ表 面と接し異なるのは地球の大気通過時の破壊により，採取でていることやクレーターの大きさが重力支配域のスきる隕石にバイアスがかっている可能性があることケーリング則とよく一致することから，リュウグウ表を示唆している．一方，より詳細な解析では，ホット50

日本惑星科学会誌Vol. 29, No. 1, 2020スポットと呼ばれる周囲よりも熱慣性がさらに低い

数値 計 算によって衝突 合体にはコア同士の衝突が領域や高い熱慣性をもつ岩塊など不均質性も存在重要であることを示した．

することが示された．

城 野 : 天体 衝突によるコンドリュール形成モデルで和 田， 門 野 : D CA M 3で観 測された S C Iによるエは，岩石の溶融に原始惑 星 系円盤内で数 k m /sのジェクタカーテンと掘削流のモデルとの比較から，エ衝突速度が要求されるが，木星重力によって到達でジェクタの主要な構成粒子サイズは1～10cmであるきうることを数値計算で明らかにした．

ことを見積もった．一方，エジェクタカーテンがフィ

大村 : 斜面上のクレーターの緩和を調べるために衝ラメント構造になったのはエジェクタ内にある大粒子

突実験を行い，クレーター径の重心位置と傾斜角のが影 響した可能性が 高い．またこれらの結果から，経験式を求めた．傾斜角が小さい時，緩和を無視しリュウグウの地表面下の粒子サイズ分布にも制約をた先行研究の式に近づくことも示した．

与えた．

長 足 : 自由落下させた砂からできるクラスター同士巽 : リュウグウ表面のスペクトル傾 斜の観測から極を衝突させた結果，衝突速度が数値計 算から予測域は他と比べると青く，さらに0.7μmバンドの吸収される値より速い場合でもクラスター同士が付着成が見られることから含 水 鉱物が 存在し新 鮮な表 層長する可能性があることを示した．

である可能性が高い．

3.3

11/29(金)4. まとめ黒 澤 : 小惑星内の揮発成分の衝突への反 応の解明

今 年度は「小惑星の表 層進化」というテーマで研はリュウグウのサンプル 解 析 等で重要となる．C 型究会を開催し，多くの方にご参加していただき，小小惑星を模擬した標的への衝突実験を行い，H 2 や惑星だけでなくダスト，コンドリュール，衛星，惑星C O 2 などのガスが検出されたことを報告した．などを対象とした衝突現象についてご講演いただい柳澤，布施，阿部 : 衝突閃光は主に月面への天体衝た．例年に比べ小惑星に関係する講演が多かったの突で生じる発光現象であり詳細なメカニズムは不明

は，今年度テーマもさることながら，やはり「はやぶである．最近のふたご座流星群により生じた閃光のさ2」が得た小惑星リュウグウの探 査 結果の影 響がスペクトルの解析では，3000Kの黒体放射のスペク大きいだろう．昨年度のテーマが「探査機はやぶさのトルとおおよそ一致した．また衝突する天体自体にも成果と挑戦：初号機から2 号機へ」であり，講演中に制約を与えるためにレーダーや大型望遠鏡を用いた「岩塊だらけの表面に予定通りタッチダウンできるの観測成果についても報告した．さらに，衝突実験とか？」，「衝突実験を行って，クレーターやエジェクタ数値計 算を用いた相補的な研究にも着手しており，を観測できるのか？」という議論が行われていたこと

衝突による閃光の発 光 効率の詳細が見 積もられつを考えると，今年一年間の探査結果が，惑星科学につあることが示された．

とっていかに重要で，また様々な方のご尽力で得ら

鈴 木( 宏 ): 流体計 算で粉流体の挙動を示す「圧 縮れたものかと思わずにはいられない．2020 年はリュするが膨張しないモデル」を用いた衝突計 算を行っ

ウグウの探 査 結果の更なる解 析や，「はやぶさ2」がた．クレーターの底の硬化といった従来と異なる結二回のタッチダウンで採取したサンプルの回収計画

果が示され，より現実的な計算にむけた改良が進行に加え，NA S Aの小惑星探査機オサイリス・レック

中である．

スのベンヌへのタッチダウンなどもあり，小惑星につ池田 : 小惑星の自転速度 進化に対する天体 衝突のいての知見がさらに深まるのが今から楽しみである．

寄与を見積もるために数値計算を行い，天体衝突は質量比の有無に関わらず基 本的に自転速度を減 少させることを明らかにした．

５. おわりに黒崎 : 大気を持つ天体同士の衝突は天 王 星の自転

昨年度の懇親会や参加報告記事[2]で私や世話人軸の傾斜からも，しばしば起こった可能性がある．にかけられた期待 (プレッシャーとも言う)に応えられ

「天体の衝突物理の解明 (XV) ～小惑星の表層進化～」
開催報告／末次 他

たのかは不明ですが，今回の経験をもとに来年度にむけて動き始めておりますので，ご 期待下さい．特に5 年後，10 年後といった将来的な衝突研究を考えると若手研究者の参加は非常に重要となってきますので，少しでも衝突現象にご興味があればお気軽にご参加ください ( いきなり世話人への勧誘や参加報告書の依頼などはしませんので…)．まるで世話人代表を終えたような雰囲気をだしていますが，来年度も引き続き私が努めますので，どうぞよろしくお願いいたします．
最後になりましたが，今年の研究会は国立天文台の研究交流委員会から開催 助成金をいただきました．その申請過程や旅費見積もりでは国立天文台シミュレーションプロジェクトの伊藤 孝士氏，増子京子氏にご尽力いただきました．心より感謝申し上げます．また会場は千葉工業大学より提供していただ
きました．千葉工業大学の黒澤耕介氏と下山亜希子
氏には会場設営でお手数おかけいたしました．誠にありがとうございました．

参考文献[1] 和田浩二ほか, 2005, 遊星人 14, 202.
[2] 脇田茂, 2019, 遊星人 28, 94.

51