宇宙の危険が小惑星リュウグにどのような影響を与えたか

何十億年もの間宇宙を漂う小惑星は、岩石から放射線まであらゆるものによって砲撃されたでしょう。 何十億年もの間、惑星間の空間を旅すると、広大な空虚さの中で何かと衝突する可能性が高くなり、そのような衝突の少なくとも1つは小惑星のリュウグを永遠に変えるのに十分な力を持っていました。

日本宇宙局のハヤブサ2宇宙船が竜宮に着陸したとき、表面からサンプルを収集し、小惑星の表土にある磁鉄石粒子（通常磁性）に磁性がないという事実が明らかになりました。 北海道大学と日本の様々な機関の研究チームは今、この物質がどのように磁気特性をほとんど失ったかについての説明を提供しています。 彼らの分析は、磁鉄鉱の化学構造が破壊され、磁性をもたらさない少なくとも1回の高速微小油性体衝突によって引き起こされたことを明らかにした。

「私たちは類似磁石が生成されたと推測しました。 [as] 北海道大学木村由紀教授が率いる研究者は最近、Nature Communicationsに発表された研究で話しました。

残ったのは…

リュウグは大気のない比較的小さな物体であるため、宇宙風化作用、すなわち微小油性体や太陽風による変化に対してより脆弱です。 宇宙風化作用を理解することは、実際に小惑星と太陽系の進化を理解するのに役立ちます。 問題は、小惑星に関する私たちの情報の大部分が地球に落ちた隕石から出てきます。 また、大気中に急落したり、表面の物理的過程によって変更されることもあります。 隕石を見つけるのに時間がかかるほど、潜在的に多くの情報が失われる可能性があります。

かつてはるかに大きな体の一部であったリューグはC型小惑星、すなわち炭素質小惑星であり、主に粘土とケイ酸塩岩から成っています。 これらの鉱物は一般的に形成するために水を必要としますが、その存在はリュウグの歴史として説明されています。 小惑星自体は衝突で母体が散産彫刻された後、残骸から誕生したと考えられます。 母体も氷で覆われていましたが、これはリューグに見られる磁鉄鉱、炭酸塩、ケイ酸塩を説明しています。 これらの物質が形成されるには水が必要です。

磁鉄石は強磁性（鉄含有および磁性）鉱物です。 これはすべてのC型小惑星に見られ、残留または残留磁化を決定するために使用できます。 小惑星の残留磁化は、磁鉄鉱が形成される時間と場所で磁場がどれだけ強かったかを明らかにすることができます。

Kimuraと彼のチームは、Ryuguサンプルで2つのマグネタイト片（特定の形状のためにフランボイドと呼ばれる）で残留磁化を測定することができました。 これは私たちの太陽系が形成された星雲の磁場の証拠であり、磁鉄鉱が形成される当時の磁場の強度を示しています。

しかし、分析された他の3つのマグネタイトは全く磁化されませんでした。 これが宇宙風化作用が起こるところです。

…そして何を失ったのか

サンプルを通して高エネルギーの電磁波を送信する透過型電子顕微鏡で行われた電子ホログラフィーを使用して、研究者は問題の3つのフランボイドが磁性化学構造を持っていないことを発見しました。 これはマグネタイトと大きく変わりました。

走査透過型電子顕微鏡を用いたさらなる分析によると、磁鉄鉱粒子は大部分酸化鉄でできていたが、磁性を失った粒子には酸素が少なかった。 これは、物質が化学的還元を経験し、電子がシステムに寄付されたことを示します。 。 これらの酸素（および酸化鉄）の損失は、磁鉄石の電子構成に依存する磁性の損失を説明します。 これが、木村がこれを「医師磁石」と呼ぶ理由だ。

しかし、そもそもマグネットの自己を取り除く還元を引き起こしたものは何ですか？ Kimuraと彼のチームは、磁化されたフランボイドが出てきたサンプル部分に100個以上の金属鉄粒子があることを発見しました。 特定のサイズの微細隕石がリュウグの対応する地域に当たった場合、マグネット石のフランボイドからほぼそれだけの鉄粒子が生成された可能性があります。 研究者たちは、この謎の物体がやや小さくなったか、信じられないほど速く動かなければならなかったと思います。

同じ研究で、彼らは「衝突速度が増加するにつれて推定発射体のサイズが減少する」と述べた。

似たようなマグネットは詐欺師のように聞こえるかもしれませんが、実際の初期太陽系がどうでしたかを詳しく調べたい今後の調査に役立ちます。 その存在は、小惑星に以前に水が存在していたという事実や、小惑星の構成に影響を及ぼした微小遊星爆撃などの宇宙風化作用を示しています。 磁性がどれだけ失われたかは、小惑星の全体的な残存性に影響を与えます。 残留性は、物体の磁性と物体が形成されるときの周囲磁場の強度を決定するために重要です。 太陽系の初期磁場について私たちが知っているのは残留記録によって再構成され、そのほとんどは磁鉄鉱から来ました。

その粒子のいくつかの磁気特性は非常に長い間消えたかもしれませんが、今後は残っているものからはるかに多くを得ることができます。

Nature Communications, 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-47798-0