小惑星リュウグウは、地球上の生命の起源の謎を解明するのに役立ちます

科学者たちは、日本の宇宙探査機が収集した小惑星のサンプルで発見された少量の水が、地球上の生命の起源への手がかりを提供できると信じています.

はやぶさ 2 が 2020 年 12 月に小惑星リュウグウのサンプルを持って戻ってきて以来、いくつかの重要な発見がなされており、最も注目すべきは、液体の水や有機物など、小惑星の生命の構成要素と見なされる物質の存在を確認する分析です。

2022年10月、西日本の兵庫県佐用市にある放射光施設SPring-8で小惑星リュウグウのサンプルデータを見る立命館大学の土山明教授ら(共同撮影)

西日本の兵庫県佐用市にある広大な放射光施設 SPring-8 は、小さなサンプルに隠された謎を解き明かし、立命館大学などの研究者チームが観察することができました。

地球と火星の間で太陽を周回し、直径約 900 メートルと推定されるリュウグウには、約 46 億年前の太陽系の形成からの原始物質の残骸が含まれていると考えられています。

2014 年 12 月に打ち上げられたはやぶさ 2 は、2019 年に数か月にわたって 2 回の着陸を行った後、小惑星の表面と地下の塵から 5.4 グラムの物質を回収しました。

2022年10月、西日本の兵庫県佐用市にあるSPring-8放射光施設内に立つ立命館大学教授の土山明氏(共同)

サンプルの分析の主な目的は、生命に不可欠な水とアミノ酸が存在するかどうかを判断することでした。 20種類以上のアミノ酸が発見され、以前の分析では微量の水が確認されていましたが、今回は液体の形で発見されたことは特に興味深いものでした。

これらの発見は、地球上の生命が宇宙空間で生まれたという理論に信憑性を与えます。 一部の研究者は、小惑星やその破片などの天体が地球に落下し、水と生命をもたらしたと信じています。

立命館大学の土山明教授が率いるチームは、SPring-8 を使用して、直径 1 mm 未満のサンプルを調べました。 SPring-8は、広大な敷地に直径約500メートル、円周約1.5キロメートルの巨大な円形装置が特徴です。

「施設内を自転車で移動することもあります」と土山さん。 強力な光を当てると、物質の構造が原子レベルや分子レベルまで見えるようになり、さらに重要なことに、その過程でサンプル自体がまったく損傷を受けることはありませんでした。

SPring-8内部のさまざまな装置のうち、今回はX線CTが使われました.水を分析するために使用される装置は、1000万分の1メートルを区別できます. 「まず、3D 構造を調べて、興味深いものがどこに潜んでいるかを見つけます」と彼は言いました。

試料を台の上に置き、ビームを照射しながら回転させた。 約30分間写真を撮り、内部構造を分析したところ、磁硫鉄鉱という鉱物の結晶の中に液体が発見されました。

ガラス部分は切り出してNASAが分析。 凍った液体の化学分析は、それが確かに水であることを明らかにしました。

チームは、精度はやや劣るがより広い範囲を観察できるデバイスの開発にも取り組んでいます。 リュウグウの一般的な構造を理解するために、サンプルの密度に特別な注意が払われます。

土山によれば、物質の密度を知ることで、天体がどのように形成され、その後どのように進化したかをある程度知ることができます。 密度を評価するには重量と体積を測定する必要がありますが、従来の方法では微小なサンプルの体積を測定することは困難でした。

しかし、シンクロトロン放射光を使えば、画像の体積を知ることができます。 比較的大きなサンプルを計量して、正確な密度を得ることができます。

竜宮水は温泉に例えられ、炭酸泉のように炭酸ガスを含んでいます。 かつて天体にどのような形で存在していたのかは、今後の研究の大きなポイントです。 さらに、米国が別の小惑星から収集したサンプルも、SPring-8 を使用して水の存在と特性についてテストすることができます。

「これを他の天体からの水の調査と結びつけたい」と土山氏は語った。

小惑星リュウグウのサンプルを分析した兵庫県佐用市の放射光施設SPring-8(2022年10月撮影)(共同)

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