京産大,彗星のアンモニア生成分子の光解離寿命算出

京都産業大学の研究グループは,C/2014 Q2 (Lovejoy) 彗星において観測されたアンモニア分子(NH3)を生成する謎の未同定分子について,彗星コマ・ガスのシミュレーション結果と観測結果との比較から,太陽紫外線での光解離寿命を約500秒以上とする結果を得た(ニュースリリース)。

彗星は太陽系において最も始原的な小天体の一つとされ,炭素,酸素,窒素の比較的軽い3種類の元素の組成比が,太陽の組成比と非常に似ている。しかし,これらのうち窒素だけは,若干の欠乏が見られることが過去の観測研究でわかっており,この窒素欠乏の謎は,長く未解決だった。

しかし,チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星を探査したロゼッタ探査機は,その原因がアンモニウム塩ではないかと考えられる結果を得た。つまり,窒素原子は,揮発性の高い氷に含まれるNH3やシアン化窒素(HCN)だけでなく,アンモニウム塩として固体の形でも彗星核に取り込まれており,普段はガス化しにくいために観測されないのではないかと指摘した。

研究グループは,2015年にハワイ島マウナケア山の山頂にある口径10mのケック望遠鏡と近赤外線高分散分光器NIRSEPCを用いてC/2014 Q2 (Lovejoy) 彗星を観測した。その結果,NH3は彗星核から直接放出されているのではなく,彗星コマ中で別の分子などから二次的に放出されているという観測結果を得た。

この研究では,DSMCと呼ばれる計算技法をつかった彗星コマのガス流れを再現するシミュレーションを実施し,どのような分子からNH3が生成されているかを調べた。希薄な大気中での地球帰還カプセルの大気抵抗の計算や,エンジンのガス燃焼のシミュレーションにも用いられている。

研究グループがC/2014 Q2 (Lovejoy) 彗星を模擬したシミュレーションの結果と実際に観測されたNH3の分布の様子を比較したところ,NH3の元となる物質は太陽光による光解離現象に対して500秒程度の寿命を持つことが分かった。

実際にはNH3の一部は彗星核から直接放出されていると仮定すると,500秒以上の寿命を持つと考えられる。また,シアン化アンモニウム(NH4CN)や塩化アンモニウム(NH4Cl)といった単純なアンモニウム塩が寄与していた可能性については,同彗星の光解離で生成されるHCNや塩化水素 (HCl)の空間分布との比較から否定的となった。

研究グループは,NH3の元となる物質の特定には至っていないが,光解離に対する寿命に制限をつけたことで,実験室での起源物質調査が進むとしている。

キーワード:

関連記事

  • カバーガラスブランドStarveil™の新製品「BDX-3」

    日本電気硝子、宇宙用超薄板カバーガラス「BDX-3」を開発 波長300nmの透過率を0.1%に減

    日本電気硝子は、宇宙用超薄板カバーガラス「Starveil(スターベイル)」の新製品「BDX-3」を開発し、有償サンプルの販売を開始した(ニュースリリース)。放射線による着色を抑えるとともに、従来品「BDX-2」と比較し…

    2026.10.23
  • ノーベル賞2026を光技術と材料から振り返る 光遺伝学、IceCube、分子の「右と左」

    2026年のノーベル賞は、生理学・医学賞、物理学賞、化学賞の自然科学3賞が出そろった。研究対象は脳、宇宙、化学反応とそれぞれ異なるものだったが、光技術という側面から眺めると興味深い共通点が見えてくる。光は、生命現象を操作…

    2026.10.07
  • 島津製作所、JAXA基金で量子スピン磁力計の開発に参画

    島津製作所は、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の宇宙戦略基金事業に採択された研究開発拠点「宇宙転用・新産業シーズ創出拠点“SX-CRANE”」に、代表機関である東京科学大の連携機関として参画する(ニュースリリース)。 S…

    2026.07.22
  • Orbital Lasers、宇宙用レーザー技術を活用した衛星LiDAR事業を紹介【光・レーザー関西2026】

    特別企画「航空・宇宙×光」ゾーンに出展しているOrbital Lasersは、宇宙用レーザー技術を活用したスペースデブリ(宇宙ごみ)除去と、衛星LiDARによる地球観測の取り組みを紹介している。 同社の技術開発は、スカパ…

    2026.07.16
  • 日本電気硝子、宇宙用超薄板カバーガラスのブランド「Starveil」を立ち上げ

    日本電気硝子(NEG)は、宇宙用超薄板カバーガラスの製品ブランド「Starveil(スターベイル)」を立ち上げたと発表した(ニュースリリース)。 Starveilは、人工衛星の太陽電池をはじめ、宇宙空間で使用される各種機…

    2026.05.25

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア