ロチェスターの研究者が太陽系の歴史に関する重要な手がかりを発見

太陽磁気圏の中を移動するうちに磁化される小惑星。メインベルトに到着した時期が分かるのすごい。以下、機械翻訳。
ロチェスターの研究者が太陽系の歴史に関する重要な手がかりを発見
2020年12月4日
新しい手がかりは、太陽系の進化と居住可能な惑星としての地球の起源についてのより良い理解につながります。
Nature Communications Earth and Environmental誌に掲載された新しい論文で、ロチェスター大学の研究者らは、炭素質コンドライト小惑星（水分とアミノ酸が豊富な小惑星）が最初に到着した時期を磁気を利用して初めて特定することができた。太陽系内部で。この研究は、太陽系の初期の起源と、地球などの一部の惑星が居住可能になって生命の生息に適した条件を維持できたのに、火星などの他の惑星が維持できなかった理由について、科学者に情報を提供するのに役立つデータを提供する。

太陽の周りを吹き荒れる風のイラスト。
初期太陽系の小惑星上を流れる太陽風の図。太陽風の磁場（白線/矢印）が小惑星（赤い矢印）を磁化します。ロチェスター大学の研究者らは、炭素質コンドライト小惑星がいつ太陽系内部に初めて到着したかを磁力を利用して初めて特定した。（ロチェスター大学イラスト／Michael Osadciw）

この研究はまた、新しい系外惑星の発見に適用できるデータを科学者に提供します。

「膨大な数の系外惑星の発見を参照して、系外太陽系での出来事が類似していたのか、それとも異なっていたのかを推測するために、この歴史を定義することに特別な関心があります」とウィリアム・R・ケナン・ジュニアのジョン・タルデューノは言う。ロチェスター大学の地球環境科学部の教授および芸術、科学、工学の研究部長。「これは、他の居住可能な惑星の探索のもう一つの要素です。」

メキシコの隕石を使ってパラドックスを解決
一部の隕石は、小惑星などの宇宙物体からの破片です。「親天体」から分離した後、これらの破片は大気圏を通過して生き残ることができ、最終的には惑星や月の表面に衝突します。

隕石の磁化を研究することで、研究者はその天体がいつ形成され、太陽系の歴史の初期にどこに位置したかをよりよく知ることができます。

「私たちは数年前、小惑星由来の隕石の磁気を利用して、これらの隕石が磁性鉱物の形成時に太陽からどのくらい離れていたかを特定できることに気づきました」とタルドゥーノ氏は言う。

隕石とその母天体の起源についてさらに学ぶために、タルドゥーノと研究者らは、1969 年に地球に落下しメキシコに着陸したアジェンデ隕石から収集された磁気データを研究しました。アジェンデ隕石は、地球上で発見された最大の炭素質コンドライト隕石です。地球には、太陽系で形成された最初の固体であると考えられている鉱物 (カルシウムとアルミニウムの内包物) が含まれています。これは最も研究されている隕石の 1 つであり、何十年もの間、原始的な小惑星母体からの隕石の典型的な例であると考えられていました。

物体がいつ形成され、どこに位置したかを特定するために、研究者らはまず、科学界を混乱させている隕石に関する矛盾、つまり隕石はどのようにして磁化を獲得したのかに対処する必要がありました。

最近、一部の研究者が、アジェンデのような炭素質コンドライト隕石は、地球のようなコアダイナモによって磁化されたのではないかと提案し、論争が起こりました。地球は、組成と密度によって分離された地殻、マントル、核を持っているため、分化した天体として知られています。惑星の歴史の初期には、惑星体が十分な熱を得ることができ、その結果、広範囲にわたる融解が起こり、高密度の物質である鉄が中心部に沈み込みます。

論文の筆頭著者であるロチェスターの大学院生ティム・オブライエン氏による新たな実験では、以前の研究者が解釈した磁気信号が実際にはコアからのものではないことが判明した。その代わりに、オブライエンは、磁性はアジェンデの珍しい磁性鉱物の特性であることを発見した。

小惑星の移動における木星の役割の決定
このパラドックスを解決したことで、オブライエンは、初期の太陽系の磁化を忠実に記録できる他の鉱物を含む隕石を特定することができました。

その後、Tarduno の磁気グループは、この研究を、物理学と天文学の教授である Eric Blackman の理論研究、および大学院生の Atma Anand とロチェスターのレーザーエネルギー研究所の計算科学者 Jonathan Carroll-Nellenback が率いるコンピューター シミュレーションと組み合わせました。これらのシミュレーションは、太陽風が初期の太陽系天体の周りを覆い、天体を磁化させたのはこの太陽風であることを示しました。

これらのシミュレーションとデータを使用して、研究者らは、炭素質コンドライト隕石が分裂した親小惑星が、太陽系の歴史の最初の500万年以内に、約45億6,200万年前に太陽系外縁部から小惑星帯に到着したと判断した。

タルドゥーノ氏は、この分析とモデリングは、木星の運動に関するいわゆるグランドタック理論をより裏付けるものであると述べている。かつて科学者たちは、惑星やその他の惑星体は太陽から一定の距離にある塵やガスから形成されると考えていましたが、今日では、木星や土星のような巨大な惑星に関連する重力が惑星体の形成と移動を促進する可能性があることに気づいています。小惑星。グランドタック理論は、小惑星が巨大惑星木星の重力によって分離され、その後の木星の移動によって2つの小惑星グループが混合されたことを示唆している。

同氏はさらに、「炭素質コンドライト小惑星のこの初期の運動は、太陽系発展の後半において、水の豊富な天体がさらに地球に飛散する準備を整えるものであり、これは系外惑星系に共通するパターンである可能性がある。」と付け加えた。