爆発！衝突！これは初期の太陽系です。

鉄隕石は太陽系初期の数百万年にわたる混乱を示唆している

隕石は太陽系の初期に起こった劇的な出来事の手がかりを提供します。

初期の太陽系における小惑星の衝突により、その鉄の核が宇宙空間に露出し、小惑星は急速に冷却されました。

画像提供: NASA、ジェット推進研究所、カリフォルニア工科大学

金属小惑星の鉄隕石の核を分析した新たな研究結果によると、太陽系形成後780万年から1110万年の間に、初期太陽系で巨大で激しい爆発が起こり、形成中の小惑星と小惑星同士の衝突が続いたことが示された。

鉄隕石の母天体の進化についてより深く理解するため、国際研究チームは地球上で発見された鉄隕石18個中のパラジウム、銀、プラチナの同位体を分析した。分析の結果、金属小惑星には高密度の鉄核があり、鉄隕石は他の小惑星との衝突時に生成されるこの鉄核から発生することが判明した。

パラジウム 107 は放射性崩壊を起こして銀 107 になり、半減期は 650 万年です。質量分析計を使用して監視されたこれら2つの同位体の相対的存在量の以前の測定では、隕石でできた小惑星の核が急速に冷却されたことが示されていました。問題は、急速な冷却プロセスがいつ起こるかということです。

研究期間を短縮するため、チューリッヒ工科大学およびスイス国立惑星研究センターの上級科学者アリソン・ハント氏が率いる研究チームは、宇宙の隕石に衝突する宇宙線によって生成される希少金属プラチナの同位体を検出する質量分析計の検出プロセスを改良した。

「プラチナ同位体の存在量に関する追加測定により、宇宙からの宇宙放射線によって生じた銀同位体測定の歪みが補正され、これまでよりも正確に衝突の年代を特定できる」とハント氏は声明で述べた。

ハンター氏のチームは、太陽系の形成後780万年から1110万年の間という日付を導き出した。他の流星の研究によってその期間は延長される可能性があるが、太陽の45億年の歴史の中では比較的短い期間だ。

この研究の結果は、初期の太陽系が極めて混沌としていたことを示唆している。惑星が形成される前は、小惑星が原始惑星と頻繁に衝突していました。これらの衝突により、大型小惑星のケイ酸塩マントルが剥ぎ取られ、小惑星の金属核が完全に宇宙空間に露出しました。これにより、小惑星は爆発して崩壊する前に急速に冷却されることができました。

鉄隕石（アリゾナ州で小惑星の衝突により形成されたバリンジャークレーターの一部）

画像提供: NASA

「その時点で、すべてが崩壊しつつありました」とハンター氏は語った。

この混乱を引き起こしているのは何かであり、ハンター氏のチームはそれが太陽を形成したガスの雲である太陽系星雲の消散と関係があると考えている。その後、星雲の残りの物質は若い星の周りに円盤を形成し、ガスが冷えるにつれて塵と氷が凝縮し、蓄積の過程を経て、最終的に今日私たちが知っている惑星、小惑星、彗星が形成されました。

しかし、これらの惑星が一緒に過ごす時間は非常に限られています。太陽が形成されると、太陽風が太陽系星雲の残骸を分散させました。ガスの摩擦によって若い星が形成され、この摩擦によって星の公転速度が遅くなります。研究者らは、惑星がガスの制約を失うと、惑星の軌道が制御不能になり、一連の恒星衝突が発生するなど、必然的に混乱期を迎え、その後、惑星は平和に戻ると説明した。

2026年に、この宇宙船は金属小惑星プシケを訪問する予定です。 (画像提供: カリフォルニア工科大学、NASA 推進研究所、アリゾナ州立大学)

しかし、研究チームは、同時期に太陽系に混乱を引き起こした可能性のある別の出来事が起こったと指摘している。特に、木星や土星などの巨大ガス惑星は、初期の太陽系の周りの惑星の移動に関与していました。その重力が小天体の軌道を乱し、小惑星帯とカイパーベルトを形成しました。

「グランド・ストラテジー」として知られるある特定のモデルは、木星がかつて太陽系内を移動し、現在の火星と太陽の間の距離と同様に、太陽に非常に近いところを通過したことを示唆している。土星の重力の影響を受けて、木星は再び太陽系から外れ、現在の位置に移動しました。グランド・ストラテジー・モデルでは、この移住は1000万年前に起こったと推定されています。

しかし、45億年前に何が起こったのかを証明するのは大きな課題です。鉄隕石を生み出す小惑星の形成と破壊を研究することで、初期の太陽系がいかに激しかったかを示す新たな証拠が得られる可能性がある。

NASAは同日遅くに小惑星プシケへの探査ミッションを開始し、さらに多くのデータと情報を持ち帰る予定だ。プシケ宇宙船は2026年に金属小惑星に到着する予定だ。

この研究はNature Astronomy誌にオンラインで掲載される予定だ。

著者：キース・クーパー

FY: ワン・リン

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