- 著者
-
橘 省吾
- 出版者
- 宝石学会(日本)
- 雑誌
- 宝石学会(日本)講演会要旨
- 巻号頁・発行日
- vol.38, 2016
太陽系は今から 45 億 6700 万年前に誕生 した.太陽系のもととなった元素は,ビッ グバンで誕生した水素,ヘリウムを除いて, 恒星内部の核融合反応でつくられる.恒星 内部でつくられた金属元素は,進化末期の 恒星からの質量放出風の中で塵として凝縮 し,星間空間へと放出される.このような 塵が次世代の恒星や惑星の材料となる. <br>進化末期の恒星が放出するガスの中や, 誕生直後の恒星の周囲の原始惑星系円盤 (惑星を産む母胎となる)に存在する塵の 正体は赤外線天文観測で調べられている. <br>塵による特定波長の赤外線の放射や吸収 の特徴から,かんらん石や輝石,コランダ ムといった鉱物,非晶質ケイ酸塩,非晶質 炭素,芳香族炭化水素などの存在が報告さ れている.ペリドットやルビー,サファイ アが宇宙には塵として存在する. <br>このような塵が宇宙を旅し,太陽系に持 ち込まれた証拠が隕石のなかに見つかって いる.隕石の中には,太陽系の平均的同位 体組成とは大きく異なる微粒子が存在する. 同位体組成の大きな違いは太陽系での物理 化学反応では説明できないため,これらの 粒子は太陽系ができる前に銀河系内の恒星 の放出するガスの中でつくられ,その恒星 での元素合成(核融合)を反映した同位体 組成を保っているものと考えられている.<br>これらの微粒子は先太陽系(プレソーラー) 粒子とよばれ,太陽系の材料そのものだと 考えられている.最大でも 100 ppm 程度の 量ではあるが,ケイ酸塩,酸化物,炭化物, 窒化物,ダイアモンドなどのプレソーラー 粒子が見つかっている(プレソーラーコラ ンダム粒子(約 1 マイクロメートル)の電 子顕微鏡写真を以下に示す). <br>また,隕石には誕生直後の太陽系で高温 のガスからつくられた塵やその集合体も含 まれる.難揮発性包有物とよばれる太陽系 最古の固体物質はカルシウムやアルミニウ ムといった難揮発性元素に富む鉱物の集合 体である.また,鉄に乏しいかんらん石の集合体も存在する. <br>我々の研究室では宇宙での塵の形成を実 験室で再現し,塵をつくりだす実験をおこ なっている.進化末期の恒星の周囲や誕生 直後の太陽系の高温・低圧環境を実験室に つくりだし,鉱物の晶出過程を調べている. 実験室でおこなう天文学である.以下に真 空赤外炉の写真およびガスから凝縮したフォルステライト微粒子(スケールバーは 1 マイクロメートル)の電子顕微鏡写真を示 す. <br> プレソーラー粒子は太陽系の材料の形成 プロセスを,難揮発性包有物やかんらん石 集合体は太陽系初期の高温鉱物形成プロセ スを知る手がかりとなる.これらの固体物 質は前述のとおり,隕石に含まれる.隕石 は宇宙から来た石であるが,実は隕石が本 当にどこから来たのかについてははっきり とはわかっていなかった.それに決着を付 けたのは,2010 年に小惑星イトカワの表面 粒子を回収し,帰還した探査機「はやぶさ」であった.地球に豊富に存在する普通コン ドライトとよばれる隕石が小惑星を起源と するということが証明されたのだ. <br>しかし,炭素質コンドライトとよばれ, 鉱物だけでなく,水(含水鉱物として)や 有機物を含み,海や生命の材料を地球にも たらした可能性のある隕石がどこから来た のかについてはわかっていない.また,水 や有機物が鉱物を主とする天体でどのよう に進化したのかについてもはっきりとした 結論は出ていない.これらの問題は炭素質コンドライトのもととなったと考えられる 天体に行けば,解決の糸口がつかめるはず である.太陽系の起源と進化,海や生命材 料の進化の場をさぐることを目的に,2014 年 12 月に探査機「はやぶさ 2」が小惑星リュウグウへと旅立った.リュウグウは C 型 小惑星に分類され,炭素質コンドライトの 母天体である可能性が高い.2020 年末から 始まるリュウグウサンプルの分析で私たち がなにを解き明かそうとするのかについて もお話ししたい.