Kimura et al. (2025) ApJ 994, 100

Mon, 1 Jun 2026 16:00:37 +0900

Mechanical Properties of Dust, Pebbles, and Planetesimals Based on Johnson–Kendall–Roberts, Griffith, and Weibull Theories

大気のない小天体表層は、常に惑星間ダストの衝突に曝されている。その衝突によって放出された破片粒子は、微小重力の小天体周辺にイジェクタ・クラウドと呼ばれるダスト雲を形成する。探査機に搭載されたダスト検出器によって、月やガリレオ衛星周辺のイジェクタ・クラウドはすでにその存在が確認されている。2028年打上げの DESTINY+ では、(99942) Apophis や (3200) Phaethon など複数の地球近傍小惑星 (地球接近小惑星、近地球小惑星) にフライバイし、探査機に搭載されたダストアナライザ (DDA) でイジェクタ・クラウドを形成するダストの化学組成、質量や速度、電荷がその場測定される。こうした、今後得られるであろうイジェクタ・クラウドのデータや、過去の探査機搭載機器で得られたデータを読み解くには、イジェクタ・クラウドの形成に関する知見が必要不可欠となる。そこで、われわれは、イジェクタ・クラウド形成理論モデルの構築へ向けて、ダストの機械特性に関する理論的研究を行った。この論文では、接触力学の Johnson-Kendall-Roberts 理論、破壊力学の Griffith 理論、亀裂統計学の Weibull 理論に基づいてダストの機械特性に関する理論式を構築した。今回は、この論文の理論式がどのような背景から得られたのかについて順を追って説明する。

発表者：木村宏 (PERC)

Ulibarri et al. (2023) Icarus 391, 115319

Mon, 27 Apr 2026 16:00:38 +0900

Hypervelocity Impact Ionization of Amino-Acid-Laden Dust: First Direct Measurements and Implications for Instrument Capabilities and Prebiotic Chemistry

The detection and characterization of organic molecules in cosmic dust are central to understanding prebiotic chemistry and habitability across the solar system. In particular, amino acids serve as key biomarkers due to their fundamental role in terrestrial biology and their presence in abiotic extraterrestrial materials. However, the survivability and detectability of amino acids during hypervelocity impacts, typical of interplanetary dust particle (IDP) collisions and impact ionization mass spectrometer (I2MS) detections, remain poorly constrained.
In this study, we present the first direct laboratory measurements of hypervelocity impact ionization of amino-acid-laden dust grains. Aluminum particles coated with histidine and arginine were accelerated at velocities ranging from~1 to 52 km/s and analyzed using a prototype I2MS analogous to flight instruments such as IDEX and SUDA. Time-of-flight mass spectra demonstrate that both intact parent molecules and characteristic fragment ions survive impact and remain detectable at velocities up to at least ～6-7 km/s.
These results provide critical validation for the capability of I2MS instruments to identify organic compounds in situ during space missions and suggest that amino acids can persist under relevant hypervelocity conditions. Consequently, continuous bombardment by IDPs may represent a viable mechanism for the delivery and redistribution of prebiotic molecules across planetary environments. This work establishes a new experimental framework for assessing organic survivability and enhances confidence in future astrobiological investigations of dust populations throughout the solar system.

Presenter: Zachary Ernest Ulibarri (Cornell Univ.)

D+JC コーディネーター FY2026

Kimura et al. (2025) ApJ 994, 100

Ulibarri et al. (2023) Icarus 391, 115319