小惑星リュウグウの表面に記録された太陽加熱の痕跡

諸田 智克(地球惑星科学専攻 准教授)

 


「はやぶさ2」はリュウグウの試料を採取するために,2019年2月22日に第一回目の着陸を行った。着陸の際に得られた高解像度画像から,試料採取のための弾丸発射と探査機上昇のためのガス噴射によって,リュウグウ表面から多くの岩石とともに大量の赤黒い微粒子が舞い上がったことが分かった。飛ばされた岩石の多くは白く変化したことから,もともと赤黒い微粒子は岩石の表面や内部の隙間に付着していたと考えられる。

いっぽうでリュウグウの全球的な観測から,リュウグウ表面は中低緯度では赤黒く,両極では特に青白いことがわかっていた。さらに詳細に調べてみると,この赤黒—青白の分布は天体衝突によって作られたクレータ地形と関係があることがわかってきた。古い時代につくられたクレータの内部は赤い色を持つのに対して,若いクレータの内部は周囲よりも青くなっている。このことからわれわれは,リュウグウの表面が過去に赤く変化するイベント があったと推測している(図)。その場合,内部が赤いクレータはリュウグウ表面の赤化が起きる前につくられたものであり,内部が青いクレータは表面の赤化が起こった後につくられ,地下の新鮮な 青い物質を露出させたものであると解釈できる。

 
推定されたリュウグウの進化史    

リュウグウ表面を赤くした原因は何であろうか?赤く変化した領域が中低緯度帯であり,極域では変化が無いことから,太陽に起因した変質であると考えられる。また,赤いクレータと青いクレータが明瞭に二分されることから,表面赤化は短期間で起こったことを意味している。これらのことから,われわれは過去にリュウグウは一時的に太陽に接近した軌道にあり,その際にリュウグウ表面 が太陽に焼かれる,または風化を受けることで表面赤化が起こったと結論づけた。実際に軌道計算研究によると,地球や火星などの内惑星との接近によって地球近傍にある小惑星の軌道は頻繁に変化することが知られている。今回の成果は,小惑星表面に残された地質記録から,そのような軌道進化を実証的に示したものと言えるだろう。

着陸で観測された赤黒微粒子は,この太陽接近の際に変成を受けた物質が破砕されたものであると考えられる(図)。今回の着陸によって変成をうけていない物質と変成をうけた物質の両方の物質が採取されたと考えられており,持ち帰られるリュウグウ試料の物質科学分析から,上述したリュウグウの進化シナリオが検証されるとともに,地球軌道に供給される炭素質物質の太陽加熱・風化作用の物質科学的解明が期待される。

本研究成果は,T. Morota et al. ,Science 368, 654(2020)に掲載された。

(2020年5月8日プレスリリース)

理学部ニュース2020年9月号掲載


 

学部生に伝える研究最前線>

 

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