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「はやぶさ2」によるリュウグウへの2回目のタッチダウンの描画。クレジット: JAXA |
火星探査から小惑星への衝突、銀河の探索まで、宇宙探査の新しい波が私たちの宇宙への理解を広げています。ある1回のミッションで写真以上のものが返って来ました。
小さじ一杯分の地球外の砂と小石は、研究者にとって初期宇宙の断片という研究材料です。小惑星のサンプルが地球に到着すると、日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）の研究者たちはメトラー・トレドの高精度天びんを使用してサンプルを調べました。
私たちの太陽系には、46億年前に形成された岩石の破片が数多く存在します。米国航空宇宙局（NASA）によると、太陽を周回する小惑星は100万個を超えているそうです。岩石が地球の起源についての洞察を提供するのと同じように、これらの小惑星は太陽系がどのように形成されたかを明らかにするのに役立ちます。絶えず地質学的変化にさらされる地球の岩石と異なり、小惑星は原始的な特性を保持しています。
2018年と2019年に、JAXAの探査機「はやぶさ2」が地球近傍小惑星リュウグウを訪れました。「はやぶさ2」は、1年以上小惑星に沿って飛行し、調査を行いました。また、探査機はタッチダウンを行って、表面のサンプルを採取しました。さらに、小惑星に小さなクレーターを生成して地下物質を露出させ、2回目の着陸時に収集しました。
2020年、はやぶさ2は約5 gの光沢のない黒い砂と小石のサンプルが入った再突入カプセルを地球に送り届けました。わずか小さじ1杯分のサンプルですが、研究者が予想していたよりも多い量でした。
サンプルはカプセルに密閉された状態で到着したため、地球上で発見されたどの隕石とも異なります。小惑星の破片が大気圏に突入して地球に到着すると、すぐに汚染されてしまうからです。日本の研究者たちは、リュウグウのサンプルは、これまでに研究された地球外物質の中で最も原始的なものであると述べています。
研究者たちは、物質が汚染されないように、注意深く管理された条件下で作業しました。サンプルをクリーンチャンバー内の真空中で開封し、サンプルの一部を高純度窒素環境で検査しました。残りのサンプル物質は、将来の研究のために真空環境に保存されました。このアプローチにより、サンプルを保護し、宇宙にあるときと同じ状態に保つことができます 。
サンプルの初期分析では、顕微鏡、分光計、電子天びんが使用されました。小惑星の砂を計量するために、JAXAの研究者は、メトラー・トレドのXPR404S上皿天びんを使用しました。この天びんは、最小計量値が12mg、最小表示は0.1 mgです。小惑星サンプルの純度が重要なこのユニークな用途に合わせて、スケールに変更が加えられました。計量ユニットとディスプレイを分離して、計量ユニットをクリーンチャンバー内に配置したのです。
研究チームは、最初の研究結果を2つの科学論文で発表しました。1つ目の研究では、地表と地下の物質が同じものであり、収集されたサンプルが小惑星全体を代表するものであることが示されました。2つ目の研究では、小惑星の物質に炭素が豊富な有機化合物が含まれていることがわかりました。
研究者たちはリュウグウのサンプルの研究を続けています。今年、JAXAの研究者は、発見された有機化合物について詳述した新しい研究結果を公表しました。この発見によって、大昔に小惑星同士が衝突した結果、生命を構成する物質が宇宙から地球に運ばれた可能性が高まりました。
JAXAはサンプルの一部をNASAや他の国際的な研究者に提供しており、宇宙の起源の調査がさらに進展することが期待されています。