地球が蓄積する宇宙塵の多くは、まだ分類されていない、惑星に近い小惑星に由来する可能性があります。この物質は大気圏への突入を防ぐ微小隕石で主に構成されており、科学者に近隣の天体を調査するための手頃な方法を提供します。しかし、母天体が既存のカタログにない場合、これらのサンプルの起源の天体を特定することは困難になり、空間近傍の構成を完全に理解することが困難になります。ジャーナル「サイエンス・アドバンス」に掲載された新しい研究では、起源不明の前例のない種類の宇宙塵の発見と、太陽系の形成に関する手がかりを明らかにする可能性がある、その発生源と思われる塵を追跡するために使用された戦略が詳述されている。
宇宙球として知られる特定の微小隕石は、地球の大気圏に突入すると溶けて丸い形になります。大気突入時の加熱により、これらの球体は元の鉱物構造を失い、その起源の天体を特定することが困難になります。多くのシナリオでは、酸素同位体は一種の「化学指紋」として機能し、研究者がこの塵の起源を特定するのに役立ちます。しかし、宇宙球の約 10% は酸素 16 同位体濃度が異常に低く、これまでに知られているどの隕石グループにも該当せず、科学者らは「グループ 4」宇宙球と呼んでいます。
最近の調査を担当した科学者らは、軌道パラメータもこれらの物質の供給源を特定するための重要なツールになる可能性があることを示唆しました。彼らは、特定の状況では、宇宙球のサブグループの鉱物学的および組織的特徴が、離心率や遭遇速度など、その前駆体の軌道特性に関するデータを提供すると説明しました。このサブグループは、球体の一方の側からもう一方の側に向かってサイズが増加するグループ化されたカンラン石斑晶によって区別される、その独特の累積カンラン石斑状組織にちなんでCumPoと名付けられました。
CumPo 球体で観察された特殊性は、異常な軌道パラメータを示しており、研究者らによれば、これは非定型的な親天体に関連している可能性があるという。これらのテクスチャに関するこれまでの研究では、一部の球体が異常に速い大気突入速度を支えている可能性があり、これが母天体の軌道離心率に関する手がかりを提供する要因であることがすでに指摘されていた。
これらの球体の起源を解明するために、科学者らはCumPo宇宙球体の10個のサンプルを分析した。その一部は南極で収集され、その他は都市部の屋上で発見された最近のコレクションからのものである。彼らは、電子顕微鏡や化学的マイクロプロービングなどの高度な技術を利用して、これらの材料の質感、重要な鉱物、化学組成を調査しました。さらに、二次イオン質量分析法 (SIMS) と NanoSIMS を使用して、酸素同位体の発生源を特定する方法である酸素同位体を測定しました。
研究チームは、調査した2つのコレクション間にいくつかの類似点を特定し、それが「SCumPo」と呼ばれる硫黄に富んだ宇宙積雲カンラン石球の新しいサブセットの定義につながった。このサブセットは、酸素 16 の量が少ないことを特徴とするグループ 4 の特徴と強い関係があります。このグループは、まれに磁鉄鉱がほぼ存在しないこと、小さな鉄-ニッケル-硫黄液滴が一般的に存在すること、かんらん石結晶中の一貫して低レベルのニッケル、異常な濃度の硫黄を含むガラスなど、大気侵入条件が極端に低下していることを示唆する一連の特徴を示している。
同じ球内の特定の点では、酸素 16 が少ない兆候とこの同位体が豊富な兆候の両方が検出され、元の塵がおそらく少なくとも 2 つの異なる成分の組み合わせであることを示しました。単一のマテリアル内でこれら 2 つのシグネチャが自然に共存する可能性は低いと考えられるため、この特殊性は重要です。
研究著者らは、これらの発見はSCumPo球の前駆体材料が混合組成物であったという確かな証拠を示していると述べた。これらには少なくとも 2 つの異なる元素が含まれていました。1 つは炭素質コンドライトの無水相に似た、低い δ18O と負の Δ17O 値を特徴とする、酸素 16 が豊富な特徴を持つ元素です。もう 1 つは、酸素 16 が少ない特徴を持ち、高いδ18O と正のΔ17O を特徴とし、既知の隕石とは一致しませんが、細粒のグループ 4 物質に似ています。
科学者チームは、大気減速中の結晶の沈降の数値シミュレーションを進め、物体の推定される突入速度と軌道離心率を推定しました。結果は、カンラン石の「沈下」は主に、約 14 ～ 17 km/s の高い遭遇速度で発生することを示しました。この速度は離心軌道を示唆しており、値は e > 0.2 に近く、典型的なメインベルトの小惑星源よりも地球に近い天体と一致する特性です。
研究者らは、これらの球体の母天体は、CM-CO-CY コンドライト族として知られる炭素質隕石のクラスターとつながっている、これまでにサンプリングされたことのない原始的な硫化物に富んだ炭素質小惑星であると示唆している。
この科学研究の著者らは、これらの球体の組成と炭素質コンドライトのCM-CO-CY族との間に確立された関連性を考慮すると、その起源の天体は原始的な炭素質小惑星であり、地球を横切る軌道に移動し、彗星の軌道パラメータと同様の軌道パラメータを発達させた可能性が非常に高いことを強調した。一例として、彼らは、熱的に改変された小惑星の破片（CYグループのものなど）が水を含んでいたが、崩壊後に地球近くの宇宙空間に進化した可能性を挙げた。
研究者らは、この仮説の母天体は「失われた」タイプの隕石であり、その存在は微小隕石サンプルによって証明されているものの、現在のコレクションではまだ見つかっていないことを強調している。宇宙ミッションや地球上での新しい隕石の発見を通じて、このタイプの小惑星が将来特定されることは、科学にとって重要な啓示と考えられるでしょう。
