小惑星衝突のシミュレーションにより宇宙岩石の隠れた強度を明らかに(New study simulates asteroid impact – and reveals the hidden strength of space rocks)

2026-01-08 オックスフォード大学

オックスフォード大学を中心とする研究チームは、小惑星衝突を模擬した実験と数値シミュレーションにより、宇宙岩石が想定以上に高い強度と耐久性を持つことを明らかにした。研究では、CERNの高エネルギー実験施設を用い、鉄質隕石試料に極めて強いエネルギーを与え、その内部応答を精密に計測した。その結果、小惑星は均質な岩石ではなく、微細構造が衝撃エネルギーを分散・吸収することで破壊を抑える特性を示すことが分かった。特に、急激な衝撃ほど内部でエネルギーが減衰する現象が確認され、従来モデルが小惑星の脆弱性を過小評価していた可能性が示唆された。この成果は、地球衝突リスク評価や小惑星の軌道変更を目指す惑星防衛戦略の設計に重要な影響を与える。

小惑星衝突のシミュレーションにより宇宙岩石の隠れた強度を明らかに(New study simulates asteroid impact – and reveals the hidden strength of space rocks)
The Campo del Cielo iron meteorite used in the study. Credit: Eric Halwax.

<関連情報>

440 GeV陽子線照射下における小惑星物質の強度と安定性の動的発達 Dynamical development of strength and stability of asteroid material under 440 GeV proton beam irradiation

M. Bochmann,K.-G. Schlesinger,C. D. Arrowsmith,P. Alexaki,M. Alfonso Poza,M. Ambarki,E. M. Andersen,P. J. Bilbao,R. Bingham,F. D. Cruz,A. Ebn Rahmoun,A. M. Goillot,J. W. D. Halliday,B. T. Huffman,E. Kamenicka,M. Lazzaroni,B. Lloyd,E. E. Los,J.-M. Quetsch,B. Reville,P. Rousiadou,S. Sarkar,L. O. Silva,P. Simon,… G. Gregori
Nature Communications  Published:28 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-66912-4

Abstract

Asteroid materials experience rapid thermoelastic and plastic stress evolution when subjected to high-energy irradiation – an effect that has not previously been captured through non-destructive, time-resolved experiments. Yet, accurate modeling of asteroid deflection scenarios, such as those proposed for planetary defense, critically depends on precise knowledge of the material’s mechanical behavior under extreme conditions to predict kinetic energy transfer and orbital deviation. In an experimental campaign at CERN’s High Radiation to Materials facility (HiRadMat), we irradiated a Campo del Cielo iron meteorite sample with 440 GeV protons from the Super Proton Synchrotron. Using Laser Doppler Vibrometry, we captured the resulting thermally induced stress waves in real time. Our results demonstrate that asteroid materials can absorb significantly more energy without structural failure than normal material parameters would suggest. Crucially, we were able to reproduce–under controlled laboratory conditions–the discrepancy factor observed between laboratory-derived yield strength values and those inferred from atmospheric meteor breakup events.

1701物理及び化学
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