からっぽに見えるサンプルコンテナの内壁にイトカワ由来の微粒子が付いているかどうか、「掻き出しヘラ」を使って壁面をこすり取り、走査型電子顕微鏡で観察した。人工物であるアルミ粒子に混ざって、カンラン石、輝石などの鉱物の微粒子が見つかった。
画像提供：JAXA

JAXAの小惑星探査機はやぶさが世界で初めて小惑星イトカワの表面からサンプルを持ち帰っ たニュースには世界中が興奮しました。地球と月以外の天体の表面から直接得られたサンプルとしては世界初の快挙です。当初、カプセルを開けた時はからっぽに見えたサンプルコンテナも、その後の慎重な調査で髪の毛の直径より小さい微粒子が1500個近く見つかり、さらに調査が続いています。

東北大学(宮城県仙台市)で記者会見した研究者。左から、圦本尚義・北海道大学教授、長尾敬介・東京大学教授、中村智樹・東北大学准教授、土`山明・大阪大学教授、海老原充・首都大学東京教授、野口高明・茨城大学教授、上野宗孝・JAXA/ISASプログラムオフィス室長。長尾教授が手に持っているのはサイエンス誌のイトカワ微粒子の初期分析結果特集号の表紙。

太陽系の惑星や小惑星などの天体は、周辺の超新星の爆発などで生まれた星間塵などが集まって、太陽の周りをまわるうちに徐々に集積されてできあがったと考えられています。これまでにも地球上で見つかった隕石などの分析から、太陽系形成の歴史についてはある程度わかっていましたが、いろいろな種類の隕石の起源が本当に小惑星なのか、太陽光を反射する小惑星のスペクトルが隕石と異なるのはなぜか、など、いくつかの大きな謎がありました。

8月25日、イトカワのサンプルの分析結果に関する記者会見が東北大学で宇宙航空研究開発機構(JAXA)とテレビ会議で接続して開かれました。出席したのは圦本尚義(ゆりもと ひさよし)北海道大学教授、長尾敬介東京大学教授、中村智樹東北大学准教授、土`山明大阪大学教授、海老原充首都大学東京教授、野口高明茨城大学教授、上野宗孝JAXA/ISASプログラムオフィス室長、村上洋一高エネルギー加速器研究機構構造物性研究センター長の8名です。

今回の記者会見では、はやぶさ搭載の帰還カプセルにより持ち帰られた微粒子のうち比較的大きなサンプルに対し、様々な分析を行った結果が発表されました。その結果、小惑星イトカワが現在のような姿になるまでにどのような歴史を辿ったのか、また、今後どのようなことが起きるのか、など、太陽系の形成史に迫る貴重な発見がありました。

この結果は翌日に発行されたアメリカの著名な学術誌サイエンスでも特集号として取り上げられ、世界がいかに小惑星探査機はやぶさの成果に注目しているかがわかります。サイエンス誌がはやぶさの特集号を出すのは、はやぶさがイトカワに着陸した後の2006年6月2日号に続いて二度目になります。

今回分析された微粒子の1つ
画像提供：東北大学

右図は、今回分析された微粒子の写真です。小さな鉱物がまるで静電気力でくっついたかのように寄り集まっています。そして表面の角がどれも削られて丸くなっていることに気づくでしょう。微粒子がどのように形成されたのかを調べることで、イトカワが今後どのようになっていくのかを調べることができます。

土`山教授らはマイクロX線CT分析によって、微粒子に含まれる鉱物の種類と3次元分布を明らかにしました。これによって決定された切断面で微粒子を薄くスライスし、表面と内部を電子顕微鏡を使って比較することで、微粒子表面が受けた宇宙風化の進み具合を調べたのは、野口教授らです。

宇宙風化の原因の一つである太陽風の影響を調べるため、長尾教授らは微粒子に含まれる希ガスの濃度と同位体比を調べました。その結果、微粒子がイトカワ表面において太陽風に曝されていたこと、微粒子ごとに太陽風に曝されていた期間が異なることなどを明らかにしました。

イトカワは「S型小惑星」と呼ばれる小惑星です。これまでの研究では、小惑星の中では最も一般的なS型小惑星のスペクトルと、隕石として最も一般的な普通コンドライトの反射スペクトルとが一致しないことがわかっており、謎とされていました。分析の結果により、これは、宇宙風化によって小惑星表面にある微粒子のごく表面に金属鉄超微粒子が作られているために、反射スペクトルが違って見えるということがわかりました。

今回分析した微粒子は、数百万年といわれる太陽系の歴史の中では、比較的短期間しかイトカワ表面に存在しなかったということです。また、微粒子の角が丸くなっていたことから、イトカワに隕石が衝突するとイトカワ全体が振動し、それに伴って表面の粒子も振動して摩擦が起きたと考えられています。

これらの宇宙風化の分析結果から、イトカワの表面では100万年に数十cmというペースで表層物質が失われているかもしれません。もし、このペースで風化がすすめば、10億年後にはイトカワは消滅してしまう計算になるそうです。

宇宙の中でガスやチリが集まって出来た太陽系の天体の壮大な歴史。中村准教授は「第1回目のタッチダウンで得られたサンプルもフォトンファクトリーで分析して、結果を出していきます。注目していてください。」と意欲を見せています。はやぶさが持ち帰った小さな微粒子がこれからも太陽系天体形成の歴史の謎を解き明かしてくれることに期待しましょう。