【プレスリリース】小惑星リュウグウ試料の希ガスおよび窒素同位体組成―リュウグウ揮発性物質の起源と表層物質進化―

共同プレスリリース
橘 省吾教授、狩野 彰宏教授、杉田 精司教授、諸田 智克准教授

小惑星探査機「はやぶさ2」が地球に持ち帰った近地球軌道小惑星リュウグウの表層および地下物質試料の希ガスと窒素の同位体組成を測定しました。リュウグウには太陽系形成時の希ガスがふくまれており、その量はこれまで報告されているどの隕石よりも多いことがわかりました。窒素同位体組成は試料ごとに異なっており、多様な窒素含有物質が今もリュウグウ試料には保存されていることがわかりました。太陽系形成時の始原的ガス以外にも、銀河宇宙線によって生成された希ガスと太陽風起源の2種類の希ガスも含まれていました。多くのリュウグウ試料に含まれる太陽風起源ガスは僅かな量でした。第1回タッチダウン回収試料を10個、第2回タッチダウン回収試料を6個分析しましたが、多くの試料は太陽風希ガスをあまり含んでおらず、2試料だけが現在の軌道でそれぞれ3500年間、250年間の照射に相当する太陽風を含んでいました。太陽風は天体の最表層の物質にしか打ち込まれないため、これらの試料は天体最表層にそれぞれ3500年間、250年間、存在していたことを意味しています。第2回タッチダウン試料は人工クレーター付近から回収しており、地下物質を含んでいると期待されています。第2回タッチダウン試料には太陽風希ガスがあまり含まれていないことから、深さ1-2m程度の地下物質はあまり撹拌されていないことがわかりました。また、銀河宇宙線起源ネオン量から、リュウグウ試料の銀河宇宙線照射期間は約500万年であることがわかりました。リュウグウ表面のクレーターには、近地球軌道での衝突で作られたと仮定して計算される年代(200万年から800万年)と、小惑星帯での頻繁な衝突で作られたと仮定して計算される年代(10万年から30万年)が提案されてきました。希ガス分析の結果から得られた銀河宇宙線照射期間は前者の年代に一致しており、リュウグウは約500万年前に小惑星軌道から、天体表層への隕石衝突が少ない近地球軌道に移動したと考えられます。

https://www.jaxa.jp/press/2022/10/20221021-1_j.html

詳細については、以下をご参照ください。

図:リュウグウの進化図。1.リュウグウ母天体の形成と先太陽および始原的ガスの獲得。2.リュウグウ母天体での水質変質(約45.6億年前)。3.母天体破片の集積によるリュウグウ形成。4.近地球軌道への移動(約500万年前)。5.加熱による赤化(約100万年以上前)。6.現在のリュウグウ。

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【プレスリリース】「はやぶさ2」ミッションによる世界初の小惑星からのガスサンプル:リュウグウからのたまて箱

共同プレスリリース
橘 省吾教授、狩野 彰宏教授、杉田 精司教授、諸田 智克准教授

小惑星探査機「はやぶさ2」が地球に持ち帰ったサンプルコンテナ内のガス成分の質量分析およびガス採取を行いました。カプセル回収から30時間後に、オーストラリア現地でガス採取・分析装置(GAEA)を用いてコンテナ内のガス成分の抽出・採取・質量分析を行いました。その後、採取したガスを国内外の研究機関に配布し、ガス成分の精密な同位体分析を行いました。その結果、コンテナガスは太陽風と地球大気の混合であることが判明しました。コンテナ内のヘリウム量から計算したところ、リュウグウ試料の表面が剥離した際に遊離した太陽風がコンテナガスとして含まれている可能性が最も高いことがわかりました。近地球軌道小惑星からガス成分を気体のまま地球に持ち帰ったのは、「はやぶさ2」ミッションが世界で初めてです。

https://www.jaxa.jp/press/2022/10/20221021-2_j.html

詳細については、以下をご参照ください。

図:GAEA搭載の質量分析装置によるコンテナガスの質量分析結果(青色実線)。 横軸は質量(m)とイオン価数(z)の比(m/z)、縦軸はm/zに相当するイオンの質量分析装置での電気信号強度(任意スケール)。装置由来のガス(灰色点線)や地球大気標準ガス(赤丸)とくらべてm/zが4のガス(ヘリウム)が過剰に存在する。

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【プレスリリース】炭素質小惑星リュウグウの形成と進化:リターンサンプルから得た証拠

共同プレスリリース
橘 省吾教授、高橋 嘉夫教授、瀧川 晶准教授、佐藤 雅彦助教、杉田 精司教授、諸田 智克准教授、長 勇一郎助教、西山 学(博士課程2年)、河合 敬宏(博士課程1年)、吉田 英人特任専門職員

小惑星探査機「はやぶさ2」により2020年12月6日に地球へ帰還したリュウグウ試料は、JAXA宇宙科学研究所に設置された施設において、初期記載(Phase-1キュレーション)が行われました。試料の一部が、6つのサブチームからなる「はやぶさ2初期分析チーム」と2つの「Phase-2キュレーション機関」へ分配されました。初期分析チームは「はやぶさ2」の科学目的達成のために専門サブチームが分担して、計画された高精度分析により、試料の多面的価値を明らかにします。Phase-2キュレーション機関はそれぞれの特徴である“総合分析”に基づき、個々の「はやぶさ2粒子」カタログを作成すると同時に、粒子の特性に応じた測定・分析により、「はやぶさ2粒子」がもつ潜在的価値を明らかにしていきます。

東北大学理学研究科中村智樹教授らの研究グループは、小惑星探査機「はやぶさ2」が回収した小惑星リュウグウのサンプル(探査機が回収した3番目に大きなサンプル(図1)を含む17粒子)を日米欧の放射光施設5か所、ミュオン施設などを利用し宇宙化学的・物理学的手法による解析を行いました。その結果、リュウグウの形成から衝突破壊までの歴史(太陽系内での形成とその位置、天体材料物質の情報、含まれていた氷の種類、天体表層および内部での水との反応による化学進化、天体衝突の影響など)が判明した。また、リュウグウサンプルには、衝突破壊前の母天体の表層付近の物質と天体内部の物質が混在していることが判明しました。さらに、リュウグウサンプルの硬さ、熱の伝わり方、比熱、密度などを実測し、この実測値を使って、リュウグウ母天体形成後の天体内部の加熱による温度変化、および衝突破壊プロセスの数値シミュレーションを行い、リュウグウの形成進化をコンピュータ上で再現しました。

https://www.jaxa.jp/press/2022/09/20220923-1_j.html

詳細については、以下をご参照ください。

図:リュウグウサンプルの分析結果から推定されるリュウグウの形成進化プロセス。天体の温度分布や年代、衝突破壊のプロセスは数値シミュレーションで求めた。

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【プレスリリース】リュウグウはイヴナ型炭素質隕石でできている

共同プレスリリース
橘 省吾教授、飯塚 毅准教授、杉田 精司教授、諸田 智克准教授

「はやぶさ2」が持ち帰った小惑星リュウグウ試料の化学組成と同位体組成を測定しました。リュウグウは炭素質隕石、特にCIコンドライトと呼ばれるイヴナ型炭素質隕石から主に構成されていることが判明しました。その主な構成鉱物は、リュウグウの母天体中で水溶液から析出した二次鉱物です。母天体中の水溶液は、リュウグウに元々あった一次鉱物を変質させ、太陽系が誕生してから約500万年後に、この二次鉱物を沈積させました。その時の温度は、約40℃で圧力は0.06気圧以上でした。その後、今日まで、持ち帰ったリュウグウ試料は100℃以上に加熱されていないと思われます。これらの結果から、リュウグウ試料は、これまで見つかっている隕石を含め、人類が手に入れている天然試料のどれよりも、化学組成的に分化をしていない、最も始原的な特徴を持っているものだと言えます。今後、リュウグウ試料は、新しい太陽系の標準試料として国際的に活用されていくでしょう。

https://www.jaxa.jp/press/2022/06/20220610-2_j.html

詳細については、以下をご参照ください。

図:リュウグウ試料の元素存在度。CIコンドライトの分析値で規格化している。1.0より上(下)の点はCIコンドライトより多量(少量)に含まれる元素。(©Yokoyama et al., 2022より)

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【プレスリリース】リュウグウの花吹雪〜小型モニタカメラCAM-Hが捉えた表面粒子とリターンサンプル〜

共同プレスリリース
橘 省吾教授、杉田 精司教授、諸田 智克准教授、長 勇一郎助教、湯本 航生(博士課程1年)

リターンサンプルの分析は地質情報が存在することで、隕石などの分析とは一線を画します。しかし、小惑星の一部の地域から持ち帰られた試料から、小惑星の全体像の理解につながる貴重な情報が得られることを期待していいのでしょうか?このような懸念に対し、チームではすべての情報を駆使した解析を実行することを決断していました。そのために、大きさ1キロメートルのリュウグウ全体の観測、ローバーでの表面多地点観察、着地運用時のセンチメートル、ミリメートルサイズ粒子の観察、リターンサンプルの観察といったさまざまな長さスケール(マルチスケール)でおこなう観察や分析は、探査機データとサンプル分析をシームレスにつなぐものとして、「はやぶさ2」探査では重点的におこなわれてきました。今回、リュウグウ表面粒子のCAM-Hによる観察やMINERVA-II1ローバーによる多地点での観察と、クリーンチャンバー内のリターンサンプルの観察といったマルチスケール観測の結果をあわせて、リターンサンプルがリュウグウを代表する粒子であること、リュウグウ表面には平板状粒子が存在し、それらが持ち帰られたことが示されました。また、サンプラーシステムが正常に作動し、5 gのサンプルが持ち帰られたことも確認されました。

持ち帰えられた粒子のサンプルは、現在、原子レベルまでの分析が進んでいます。さまざまなスケール(マルチスケール)で得られる結果を総合して、数十億キロメートル・46億年というさらに大きな時空間スケールの太陽系の歴史を紐解きたいというミッションです。特に、サンプルリターン探査で持ち帰られるサンプルは、探査機が対象天体の素性を明らかにして、地質情報とともに回収されるという点で、地上で回収され、その起源がはっきりしない地球外物質とは一線を画し、本ミッションによって初めて、C型小惑星がどういう元素や物質でできているのかが明らかになることが期待されます。

https://www.isas.jaxa.jp/topics/002942.html

詳細については、以下をご参照ください。

図:(左・中央)1回目の着地2秒後、3秒後のCAM-H画像。サンプラホーン下部から、矢印をつけた粒子がCAM-Hに向かって飛んでくるのがわかる。(右)2回目の着地2秒後のCAM-H画像。白矢印の粒子はロケット結合リングに映る影からcmサイズであることがわかる(credit: JAXA)

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【プレスリリース】「はやぶさ2」初期分析チーム 2021年6月より試料の分析開始

プレスリリース
橘 省吾(宇宙惑星科学機構 教授/JAXA宇宙科学研究所 特任教授)

小惑星探査機「はやぶさ2」(注1)は2020年12月に小惑星リュウグウ(注2)から帰還し、サンプルリターンに成功した。サンプルコンテナの内部の粒子は、本年6月以降、「はやぶさ2」プロジェクト初期分析チームが一年間、分析を行い、プロジェクトの科学目標である太陽系の起源と進化、地球の海や生命の原材料物質に関する成果をあげることをめざす。

初期分析チームは、化学分析、石の物質分析、砂の物質分析、揮発性成分分析、固体有機物分析、可溶性有機物分析の6つのチームから構成され、14カ国、109の大学と研究機関、269名が参加予定である。

詳細については、以下をご参照ください。

「はやぶさ2」サンプルキャッチャ内の粒子(c) JAXA)。第一回目のタッチダウン時に採取されたものと考えられる。キャッチャ円筒の直径は48mm。

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東京大学理学部臨時公開講演会 Online

2020年2月23日(火)東京大学理学部臨時公開講演会(Online)を開催いたします。当機構の教員も参加いたします。詳細は以下URLをご覧ください。

東京大学理学部臨時公開講演会 Online – 東京大学 大学院理学系研究科・理学部 (u-tokyo.ac.jp)

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高校生を対象とした天文学実習を開催しました

2021年1月19日(火)、26日(火)の2日間、岐阜県立恵那高等学校と東京大学をオンラインでつないで天文学の授業を行いました。
2地点から同時に準天頂衛星みちびきの位置を測定し、高校で学習する三角関数や円運動の式をつかって、衛星の位置や地球の質量を求めました。
高校で学んでいることが、身のまわりの様々な問題に応用できることを理解してくれたようでした。

参加者:岐阜県立恵那高等学校生徒約20名
タイトル:エナノエラトステネス・オンライン~準天頂衛星「みちびき」の運動を測り、地球の質量を求める

本実習は、恵那高校で進められている、SSH(スーパーサイエンスハイスクール)事業の一環をなすSSH地学講座天文学研修として開催されました。

恵那高校での実習のようす
質問のやりとり

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