隕石の中に詰め込まれたこの彗星は究極の宇宙のターダッケンだ

宇宙が伝統的なターダッケン（七面鳥の中にアヒルを詰め、そのアヒルを七面鳥の中に詰めた料理）に独自のアレンジを加えるとは想像しにくいが、科学者たちはそれを発見したようだ。ネイチャー・アストロノミー誌に掲載された新しい研究で、国際的な研究者グループが、少し古い隕石の中に保存された古代の彗星の残骸と思われるものについて説明している。ラパス氷原02342と呼ばれるこの物体は、これまで発見されたものと異なり、太陽系の形成と進化に対する私たちの理解に変化をもたらす可能性がある。

長さ 3 センチメートルのラパス岩は、2002 年にアメリカの南極隕石探査遠征中に発見されました (そう、隕石探査は実際に行われ、想像どおり冒険的で危険なものです)。この隕石はすぐに炭素質コンドライト (太陽系がちょうど形づくられた約 46 億年前に形成されて以来、ほとんど変化していない石質の非金属隕石) に分類されました。隕石の鉱物学と化学は、初期の太陽系がどのような様子だったかを示すことが多く、ラパス隕石が属するコンドライトのグループは、保存された有機鉱物と物質の量で特に興味深いものです。

しかし、研究チームがさらに熱心に調査するにつれ、これがただのありふれたコンドライトではないことが明らかになった。「酸素同位体の測定により、ケシの実の10分の1ほどの大きさの隕石の特別な部分に、測定した他のすべての部分よりもはるかに多くの太古の太陽系以前の恒星からの塵が保存されていたことが明らかになった」と、米国海軍研究所の研究員でこの研究の共著者であるロンダ・ストラウド氏は言う。その時点で、この隕石が完全な隕石ではないことは明らかだった。

物体内部の化学組成と鉱物組成により、この疑惑がより詳細に裏付けられた。内部岩石の体積の 70 パーセント以上が炭素で構成されているのに対し、隕石の残りの部分は 2 パーセント未満である。これはおそらく、内部が小惑星ではなく彗星に由来することを示す最大の証拠である。プレソーラー粒子の豊富さは、内部がより古く、岩石の残りの部分よりも太陽から遠い場所で形成されたことを示唆しており、これは彗星でより一般的である。それらの粒子の一部は、これまで彗星で発見された非晶質ケイ酸塩であったが、隕石では発見されなかった。また、若い隕石ではほとんど見られない珍しい亜硫酸鉱物や、太陽系外の水との以前の相互作用を示唆する化学組成さえあった。

ラパスの誕生の物語は、実は太陽系の誕生の物語でもあり、それが今回の発見を非常に興味深いものにしている。46億年前、巨大なガスと塵の円盤が太陽の周りを回り始めた。その物質の一部は、私たちがよく知っている岩石惑星に凝集したが、その多くは小惑星や彗星という小さな塊に集まった。彗星はより小さく、氷が多く、起源はより古いが、小惑星ははるかに大きく、比較的最近の時代の岩石物質で構成されている傾向がある。

「彗星のような含有物は、ラパス氷原02342の親小惑星よりも太陽からはるかに離れた場所で形成され、何らかの理由で円盤のさらに内側に運ばれ、成長するにつれて小惑星に捕獲されたと考えられます」と、ワシントンのカーネギー研究所の研究員で、この新しい研究の共著者であるラリー・ニットラー氏は言う。内部の岩片が彗星に完全に組み込まれたのか、単に元の彗星の構成要素の残骸だったのかは明らかではないが、最終的には小惑星に落下し、時間の経過とともにその中に包まれた。ラパス隕石は、その大きな小惑星が崩壊して地球に激突した破片であり、彗星の鉱物をまだ保持している。

彗星の鉱物は、初期の太陽系についてさらに詳しく知るための鍵となる。ストラウド氏は、最も原始的な小惑星の物質でさえ、通常は「加熱された」（高温にさらされた）か、「浸された」（水分を含んだ）か、その両方の状態で発見され、これらの岩石を使って過去をのぞき見る私たちの能力をゆがめていると説明する。しかし、彗星は「太陽系の最も壊れやすい構成要素を保存するための冷蔵庫を提供する」と彼女は言う。この場合、親小惑星は軽く加熱され、浸されただけだったようで、岩石に豊富に含まれる有機物も、保存された彗星粒子を高温や親小惑星からの余分な水との相互作用から守るのに役立った。

これらすべてが意味するのは、研究者たちがラパス隕石の内部は隕石ではなく彗星から来たものであり、はるか昔に遠く離れた場所で形成されたと確信しているということだ。この岩石が太陽に向かって内側に動き始めた正確な経緯は不明だが、動き始めると岩石質の小惑星のような物質に包み込まれ始めた。この若い岩石は宇宙のアヒルを守る七面鳥の役割を果たした。

我々はすでに、新たな発見を利用して太陽系の歴史をよりよく描き出している。ストラウド氏は、今回の発見は、コンドライト小惑星が現在位置する火星と木星の間の太陽系内部ではなく、土星の軌道の外側で形成されたというこれまでの説を裏付けるものだと指摘する。土星の外側であれば、コンドライト小惑星が彗星の構成要素と混ざり合う可能性がはるかに高い。これは、彗星が当初考えられていたよりも太陽系の歴史の後半に形成された可能性があり、一部の小惑星は想定よりも宇宙の遠いところで形成された可能性があることを示唆している。これは後に、彗星や小惑星が初期の地球や太陽系の他の惑星に有機物や水を運ぶのにどのように役立ったかについてのモデル化を変える可能性がある。

こうした種類の岩石は、発見されるのを待っているものがおそらくもっとあるだろう。「こうした岩石をさらに研究すれば、彗星や小惑星がどのように形成されたか、生命の材料を形成し、保存し、地球に届けるための重要なステップは何であったかについて、新たな知見が得られる可能性がある」とストラウド氏は言う。