東京工業大学

東京大学大学院理学系研究科

北海道大学

発表概要

東京工業大学 理学院 地球惑星科学系の横山哲也教授、東京大学 大学院理学系研究科の飯塚毅准教授と橘省吾教授、北海道大学 大学院理学研究院の圦本尚義教授らの研究グループは、Cb型小惑星「リュウグウ」の同位体組成を測定し、リュウグウで生じた激しい水質変成と水循環により、クロム同位体組成の局所的な不均質が生じたことを突き止めました。

リュウグウ試料の初期分析により、Cb型小惑星「リュウグウ」はイヴナ型炭素質隕石に似た化学組成や鉱物組成を持つことが明らかとなったが、クロムの核合成起源同位体異常については、リュウグウとイヴナ型炭素質隕石の間にわずかなズレが見られており、その原因究明が待たれていました。

研究グループは、計5つのリュウグウ試料を対象に、クロム（⁵⁴Cr）とチタン（⁵⁰Ti）の核合成起源同位体異常を測定しました。その結果、⁵⁴Cr同位体異常はイヴナ型隕石の平均値より高い値から低い値まで、有意な変動が見られました。この変動は、短寿命核種であるマンガン-53（⁵³Mn）の放射壊変に由来するクロム同位体（⁵³Cr）の変動と逆相関することから、リュウグウ起源天体で生じた水質変成・水循環により⁵⁴Crが乏しい箇所と、Mnに富む炭酸塩（⁵³Crに富む）箇所が生じたと考えられます。また、各々のリュウグウ試料（7～24 mg）を合算した物質（約90 mg）の⁵⁴Cr同位体異常は、イヴナ型炭素質隕石の平均値と一致しました。すなわち、本来の同位体組成を正しく知るには、一定の均質試料の分析が必要といえます。OSIRIS-RExが持ち帰った小惑星ベヌー試料の初期分析においても、不均質の影響を避けるために、一定量（0.1 g以上）の試料を用いた分析が望ましいことが判明しました。

図： 今回分析された全てのリュウグウ試料を合算（約90 mgに相当）した場合のε⁵⁰Tiおよびε⁵⁴Cr値。リュウグウの分析試料サイズが大きくなると、先行研究のイヴナ型炭素質隕石の値と矛盾しないことがわかる。（© Yokoyama et al., 2023を一部改変）

本研究成果は、日本時間2023年11月9日に、Science Advances誌にオンライン掲載されました。

詳細は、東京工業大学のホームページをご覧ください。

発表雑誌

雑誌名	Science Advances
論文タイトル	Water circulation in Ryugu asteroid affected the distribution of nucleosynthetic isotope anomalies in returned sample （小惑星内部の水循環がリュウグウ試料の核合成起源同位体異常に影響を与えた）