はやぶさが持ち返ったイトカワの塵に秘められた小惑星形成史

　　　　　　　　　　　東北大学　　中村 智樹　先生

　　　　　　　　　　（2013年1月19日，月例講演会，中嶋メモ）
　　　　　　　　　　（出典のない図は，宇宙研の Youtube より）　　　 
＊自己紹介
　東北大で，地球外物質の研究をしています．

＊はやぶさの経過を振り返って
　帰還
　2011年、解析結果を発表
　現在は、解析研究者の公募中
　　　　　　　　 

＊はやぶさのまとめ（ビデオー宇宙研にて取得可能）
　機器の構成 
　カプセルの写真
　ロケットに格納の状況
　打ち上げ
　搭載カメラ映像
　パドル展開
　イオンエンジン噴射
　イトカワ接近の状況                      
              
　イトカワの映像　ー　表面が岩だらけで衝撃
　　＞　どこに着地したら良いか
　タッチダウンの状況　ー　ウーメラにしたかったが、
　　のっぺりしたミューゼスの海になった。
　　その映像：　砂利のような表面
　はやぶさの高度計の記録
　　ホーンが３回衝突し、北の方にずれて、３０分くらい寝そ
　　べっていた。
　２回目のタッチダウン
　　高度計記録は、計画通りの進行、               
　　しかし翌日、ボールの発射がなかったことがわかる。
              
＊苦難の帰り道
　帰りのバスが３年後
　カプセルの回収の状況
　宇宙研のキュレーション設備に、４日後到着（2010/06/18）
　中村先生他３名が携わる（報道陣がつめかける）

＊カプセル開封および解析専用のサンプル処理施設
　コンテナの開封は真空の中で。
　開封のための特別な装置　
　　＞　キュレーション設備（右図）藤村先生の解説より　　　
　中村が、１０日後に行う。
　何回もリハーサルして実行。
　中には少し地球のガスがあった
　サンプルキャッチャーはA室、B室に分かれている
　B室の開封の状況
　　＞　開封の瞬間の映像　ー　一見サンプルは見えない
　顕微鏡で見ると、微粒子があった。
　石英ガラスの3/1000mmの針で、静電気でピックアップ
　あまり大変なので、テフロンへらで掻きとり、直接電子顕微鏡へ
　　拡大画像（塵がたくさん写っている）
　　電子ビームで組成を調べる

＊鉱物組成と化学組成
　1500個の粒子　ー　５種類の鉱物
　　（トロイライト、カマサイト、テーナイトは地球にはない）
　　他はカンラン石、輝石、斜長石
　化学組成は、隕石と同じ
　５ヶ月後に（１１月１６日）報道発表
　約４０資料の初期分析

＊つくばの高エ研の放射光X線回折および蛍光X線解析
　粒子をそこなうことなく成分がわかる

＊ダイヤモンドの刃を用いてスライス
　電子顕微鏡写真

　２種類の輝石のCa量の割合から、温度がわかる
　＞　かなり長期間、800℃に加熱されていた。


＊なぜ小惑星を研究するか　　
　太陽系形成の標準モデル（右図，講演要旨より）
　　４５億年前の原始太陽系円盤
　　この時に形成された小天体が、本当に小惑星か？
　　＞　ほんとうにそうなのかを突き止めたい
　　＞　どうしてイトカワのような形ができたか？

　小惑星は隕石の母天体か
　　＞　S型小惑星は、反射率などが隕石と異なる
　 [注] S型小惑星はケイ素の多い小惑星（参考：wikipedia）
　　
　結論１：
　　イトカワ物質は、隕石のLLコンドライトと同じ物質
　 [注] コンドライトは、石質隕石（ケイ酸塩鉱物を主要組成
　　　　とする隕石）のうち、コンドルールという球粒状構造
　　　　を持つ隕石である。
　　　　化学組成から、普通コンドライト、炭素質コンドライト、
　　　　Rコンドライト、Eコンドライトに分かれる。それらはさ
　　　　らに、合計12余に細分される。
　　　　普通コンドライトは、最も普通の隕石である。金属鉄
　　　　（鉄元素ではなく、金属状態の鉄のみ）の量から、鉄が
　　　　多い順にH、L、LL（アンホテライト）に分けられる。
　　　　　（Wikipedia）
 
　　反射率の違いは、太陽風照射による宇宙風化作用
　　＞　野口先生の解析：超微細の表面画像
　　　　＞　硫化鉄などの黒い粉が薄く付いている
　　　　　　陽子の照射が酸化鉄の酸素を取り、鉄金属になる
　　　　　　＞　黒くなる
　　　
　　　　　　（JAXA解説ページより）


　結論２：
　　微粒子は、天体内部だ加熱されたものとそうでない
　　ものがあある（800℃で数千万年）
　　＞　初期の天体は 26Al の壊変熱
　　　　これで800℃になるには、直径20km程度である必要
　　＞　これが一時破壊された　＜　非常に強い衝突の痕跡を
　　　　残す粒子がある　＜　衝撃の発熱で発泡した岩石がある
　　＞　イトカワが現在の姿になるまでの図
　　　　
　　　　　（中村先生のプレスリリースより）


＊２０１１年８月２６日
　サイエンスに発表
　　
　　（宇宙研プレスリリースより）


＊まとめ
　小惑星は原始天体
　イトカワはラブルパイル天体＝破砕集積体（はさいしゅうせきたい）

＊質問
・小惑星帯がなぜ火星と木星のあいだにあるか？
　＞　答えられない。
　　　カイパーベルト天体を考えると、惑星のほうが異常。

・宇宙から降り注ぐ「チリ」について．
　＞　小惑星と彗星から放出
　　　0.05mm 1年間に10粒（1坪あたり）
　　　南極で最終できる。高度20kmの偵察用の飛行機ならば集められる

・ボーデの法則（数値４）からすると，小惑星帯に惑星が
　できたはずだが木星の影響で壊れたのではないか？
　＞　その可能性がある。

・ダイヤモンドカッターの方法
　＞　固い樹脂に埋めて、削って行く

・イトカワは大きさが小さくなりつつあるか？
　＞　確かに少しずつ削られてゆくが、なくなるようなことはない。
　　　中は数十mの岩が積もったもの。空洞がある。

・形の制約について．
　＞　S型では300km

・はやぶさ２の見込み
　＞　水の存在や，生命の起源などについてわかる．
　　　ドラマチックでないことを望む．