第42回月惑星科学会議が7日からアメリカのヒューストンで始まりますが、注目はやはり昨年地球に帰還した日本の小惑星探査機はやぶさが持ち帰った小惑星イトカワのサンプルの分析結果の発表です。
実際の研究成果は会議で発表される予定ですが、事前にアブストラクト（要約）が公開されています。
その内容を全文日本語訳してみました。
天文学も英語も素人ですので、おかしな部分も多々あるかと思いますので、原文も確認して下さい。
以下が第42回月惑星科学会議のホームページです。
THE 42ND LUNAR AND PLANETARY SCIENCE CONFERENCE
以下が原文です。
MINERALOGY AND MAJOR ELEMENT ABUNDANCE OF THE DUST PARTICLES RECOVERED FROM MUSES-C REGIO ON THE ASTEROID ITOKAWA
小惑星イトカワのミューゼス・シー地域から回収された塵粒子の鉱物組成と主成分の含有量
中村智樹ら（原文参照）
序論
探査機はやぶさによる遠隔探査で、小惑星イトカワのミューゼス・シー地域は、センチメートル単位あるいはそれ未満の大きさの小石で覆われていることが示されました。しかし、はやぶさのカプセルに格納されていたサンプルキャッチャーA室の中から見つかった粒子 (第1回タッチダウンでミューゼス・シーから採取されたもの) は、ほとんどが100ミクロン未満と小さいものばかりでした。サンプラーホーンが地面に衝突した際に、もしくは探査機が離陸のために化学スラスタを噴射した際に、ミューゼス・シーの粒子のほんの一部だけしか巻き上げられなかったことを示しています。
探査機はやぶさによる蛍光X線観測と近赤外線観測によって、イトカワ表面を覆う物質の鉱物組成や主成分はLLコンドライトに似ていることが示唆されました。また、ミューゼス・シー地域の粒子は、何らかの宇宙風化作用を受けていると考えられます。それらのことは、回収されたイトカワの粒子を鉱物学的に分析した我々や他のグループの研究によって、実際に確認することができます。遠隔観測の結果と実際の組成分析結果とを比較することは、地上に落下してくる隕石の化学分析と小惑星の分光観測とを結びつけるものであり、はやぶさミッションにおいて最も重要な成果です。
イトカワ粒子の同定
6月13日、はやぶさは南オーストラリアのウーメラ禁止区域内にカプセルを落下させることに成功し、17日にはカプセルが日本に運ばれました。1週間後、真空のサンプルチャンバーの中でサンプルコンテナが開封されました。開封の際に、コンテナの中からごく微量の大気が検出されました。このことは、サンプルコンテナの中へ空気がゆっくりとリークしていたことを示しており、サンプル粒子は数日間空気に曝露されていたことになります。しかし結果的に、サンプル粒子が入っていたサンプルチャンバーの中は、純粋な窒素ガスの環境に保たれていました。
粒子をサンプルキャッチャーA室から取り出すのには、いくつかの方法がとられました。(1) 静電気マニピュレーターを使った回収、(2) 小さなテフロンへらを使った分離、(3) 磨き上げられた石英ガラス板の上への自由落下、の3つの方法です。(1) の方法で得られた粒子はまだ分析がおこなわれていませんが、(2) (3) の方法で得られた粒子はFESEM/EDS (電界放射型走査電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分析装置) による分析が行われました。
テフロンへらのSEM (走査電子顕微鏡) 分析
サンプルキャッチャーA室の壁の10%程度をテフロンへらを使ってこすったところ、へらには多くの粒子が付着していました。へらは大気に触れることがないようにサンプルチャンバーからFE-SEMに移されました。へらの一方の面に付着した粒子が一つ一つ分析されました。分析は、導電性物質によるコーティングは行わずに、低電子電流 (10KeV) 、低真空モード (60Pa純窒素圧) 、低倍率 (600X) で行われました。高電圧、低気圧、高倍率での分析は、テフロンへらに大きな損傷を与え、表面を強く帯電させてしまうと考えられたからです。一つ一つの粒子に集束電子ビームを当てて分析し、それぞれの組成を定量しました。
へらの一方の面に付着した粒子を全て分析しました。ただし、600倍では分離できない (数ミクロン未満の) 粒子は分析の対象から外されています。分析された粒子のうち、約1800個はアルミニウムやステンレスの小片を含む人工物であり、約1500個が天然の岩石質の粒子でした。岩石質粒子の90%以上が10ミクロンより小さく、最も大きなもので40ミクロンでした (図1) 。ほとんどの粒子は角ばっていて、より大きな岩石が壊れた破片と思われます。
分析された岩石質粒子のうち、580個はかんらん石、118個は低Ca輝石、56個は高Ca輝石、186個は長石 (172個の斜長石と14個のK長石) 、113個は硫化鉄、13個は亜クロム酸塩、10個はリン酸カルシウム、3個は鉄ニッケル合金、そして447個が複数の鉱物の混合物でした。ケイ酸鉱物やカリウムを含む岩塩の粒子も発見されました。かんらん石におけるFa# (鉄かんらん石) の量、低Ca輝石におけるFs# (鉄珪輝石) の量、高Ca輝石におけるFs#及びWo# (珪灰石) の量、斜長石におけるAb# (曹長石) の量は (平均値±1σで表すと) 、それぞれ28±4、23±6、12±9及び38±6、86±7でした。硫化鉄には、Fe/S比が約1の鉄と硫黄のみが含まれており、1個の粒子には鉄ニッケル合金もともに含まれていました。このことから硫化鉄はトロイライトと考えられます。カマサイトとテーナイトが、鉄ニッケル合金として存在していました。
テフロンへらに付着していた岩石質粒子の鉱物組成と化学組成はLLコンドライトに非常によく似ており、ミューゼス・シー地域の小さな粒子は主にLLコンドライトから成ることが示されました。ケイ酸塩の組成はほぼ均一であることから、もともとは単一の岩石または塊として加熱を受け、その後壊れて小さな破片になったものだと考えられます。熱変成作用の大きさ (すなわち岩石学的タイプ) はケイ酸塩の組成の変分に基づいて評価されますが、そのような分析はまだ行っていません。粒子の表面は磨いて平らにする等の処理を行っていないため粗く、ここから測定されるFa#、Fs#、Wo#、Ab#といった成分の変分は、実際より恐らく大きく評価されているはずです。岩石学的タイプを厳密に評価するにはケイ酸塩の表面を平らにして化学組成を定量的に分析することが必要です。次のセクションで記すように近い将来そのような分析が行われるでしょう。
我々の分析結果は、はやぶさに搭載された科学機器による小惑星イトカワの遠隔探査による観測結果と一致しています。しかし我々の分析によると、はやぶさが採取した粒子に含まれる鉄ニッケル合金は、典型的なLLコンドライト (0.5～7.2%) よりも少量でした。(1) ミューゼス・シー地域の最も表層には金属粒子が少ない可能性、(2) サンプル採取の際に何らかの分離作用によって鉄ニッケル合金の粒子はサンプルキャッチャーまで到達しにくかった可能性、(3) サンプルキャッチャー内面をテフロンへらでこする方法では有効に回収することができなかった可能性、等が原因として考えられます。
石英ガラス板上の粒子のSEM分析
サンプルキャッチャーのA室の底に石英ガラス板を取り付け、金属の棒で軽く叩いて落としたところ、多くの粒子を回収することができました。多くの粒子が100ミクロンかそれ以上の大きさで、テフロンへらで回収された粒子よりも大きなものでした。静電気マニピュレーターを使って粒子を一つずつガラス板から摘み上げ、純粋な銅でできたSEMのサンプルホルダーに載せて、FE-SEM/EDSによる分析が行われました。現在まで、30～130ミクロンの大きさの32個の粒子がイトカワ由来であることを確認しました。多くの粒子が角ばっており、非常に細かい粒子が付着しています (図2) 。多くが、かんらん石・低Ca輝石やかんらん石・斜長石のような複数の鉱物から成る組成です。硫化鉄と鉄ニッケル合金は小さな包有物として粒子中に認められ、それぞれ単独では確認されませんでした。これらの分析は現在進行中であり、初期分析チームによって引き続き分析が行われ、恐らく40～50個の粒子が2011年1月末までに同定されるでしょう。
初期分析における鉱物学的・岩石学的分析
石英ガラス板から回収された粒子は、2011年1月後半から2月にかけて、追加分析が行われます。(a) 鉱物・化学組成を明らかにするためのKEK (高エネルギー加速器研究所) やSPring-8におけるシンクロトロンX線回折・蛍光X線分析、(b) 主にケイ酸塩の超薄片試料のTEM (透過型電子顕微鏡) による観察とFIB (集束イオンビーム) を用いた微細構造の分析、(c) FE-SEM/EDS/EBSD (電界放射型走査電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分析装置/電子線後方散乱回折法) による鉱物学的分析及び結晶構造の分析、(d) FE-EPMA/WDS (電界放出型電子線マイクロアナライザ/波長分散型X線分光器) によるそれぞれの鉱物の化学組成の定量、が行われる予定です。実験の条件は探査機スターダストが採取した粒子に行われたものと非常によく似ていますが、サンプルの前処理や研磨の際に、サンプルの劣化を最小限にするために地球の大気に触れないよう細心の注意を払います。
図1： テフロンへらの一方の面に付着していたイトカワの粒子の大きさの分布。粒子の総数は1574個です。
図2： ミューゼス・シー地域への第1回タッチダウンで採取された大きなイトカワの粒子。（Plagioclase = 斜長石、Olivine = かんらん石、Troilite = トロイライト、Fine dust = 微細な塵）
実際の研究成果は会議で発表される予定ですが、事前にアブストラクト（要約）が公開されています。
その内容を全文日本語訳してみました。
天文学も英語も素人ですので、おかしな部分も多々あるかと思いますので、原文も確認して下さい。
以下が第42回月惑星科学会議のホームページです。
THE 42ND LUNAR AND PLANETARY SCIENCE CONFERENCE
以下が原文です。
MINERALOGY AND MAJOR ELEMENT ABUNDANCE OF THE DUST PARTICLES RECOVERED FROM MUSES-C REGIO ON THE ASTEROID ITOKAWA
小惑星イトカワのミューゼス・シー地域から回収された塵粒子の鉱物組成と主成分の含有量
中村智樹ら（原文参照）
序論
探査機はやぶさによる遠隔探査で、小惑星イトカワのミューゼス・シー地域は、センチメートル単位あるいはそれ未満の大きさの小石で覆われていることが示されました。しかし、はやぶさのカプセルに格納されていたサンプルキャッチャーA室の中から見つかった粒子 (第1回タッチダウンでミューゼス・シーから採取されたもの) は、ほとんどが100ミクロン未満と小さいものばかりでした。サンプラーホーンが地面に衝突した際に、もしくは探査機が離陸のために化学スラスタを噴射した際に、ミューゼス・シーの粒子のほんの一部だけしか巻き上げられなかったことを示しています。
探査機はやぶさによる蛍光X線観測と近赤外線観測によって、イトカワ表面を覆う物質の鉱物組成や主成分はLLコンドライトに似ていることが示唆されました。また、ミューゼス・シー地域の粒子は、何らかの宇宙風化作用を受けていると考えられます。それらのことは、回収されたイトカワの粒子を鉱物学的に分析した我々や他のグループの研究によって、実際に確認することができます。遠隔観測の結果と実際の組成分析結果とを比較することは、地上に落下してくる隕石の化学分析と小惑星の分光観測とを結びつけるものであり、はやぶさミッションにおいて最も重要な成果です。
イトカワ粒子の同定
6月13日、はやぶさは南オーストラリアのウーメラ禁止区域内にカプセルを落下させることに成功し、17日にはカプセルが日本に運ばれました。1週間後、真空のサンプルチャンバーの中でサンプルコンテナが開封されました。開封の際に、コンテナの中からごく微量の大気が検出されました。このことは、サンプルコンテナの中へ空気がゆっくりとリークしていたことを示しており、サンプル粒子は数日間空気に曝露されていたことになります。しかし結果的に、サンプル粒子が入っていたサンプルチャンバーの中は、純粋な窒素ガスの環境に保たれていました。
粒子をサンプルキャッチャーA室から取り出すのには、いくつかの方法がとられました。(1) 静電気マニピュレーターを使った回収、(2) 小さなテフロンへらを使った分離、(3) 磨き上げられた石英ガラス板の上への自由落下、の3つの方法です。(1) の方法で得られた粒子はまだ分析がおこなわれていませんが、(2) (3) の方法で得られた粒子はFESEM/EDS (電界放射型走査電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分析装置) による分析が行われました。
テフロンへらのSEM (走査電子顕微鏡) 分析
サンプルキャッチャーA室の壁の10%程度をテフロンへらを使ってこすったところ、へらには多くの粒子が付着していました。へらは大気に触れることがないようにサンプルチャンバーからFE-SEMに移されました。へらの一方の面に付着した粒子が一つ一つ分析されました。分析は、導電性物質によるコーティングは行わずに、低電子電流 (10KeV) 、低真空モード (60Pa純窒素圧) 、低倍率 (600X) で行われました。高電圧、低気圧、高倍率での分析は、テフロンへらに大きな損傷を与え、表面を強く帯電させてしまうと考えられたからです。一つ一つの粒子に集束電子ビームを当てて分析し、それぞれの組成を定量しました。
へらの一方の面に付着した粒子を全て分析しました。ただし、600倍では分離できない (数ミクロン未満の) 粒子は分析の対象から外されています。分析された粒子のうち、約1800個はアルミニウムやステンレスの小片を含む人工物であり、約1500個が天然の岩石質の粒子でした。岩石質粒子の90%以上が10ミクロンより小さく、最も大きなもので40ミクロンでした (図1) 。ほとんどの粒子は角ばっていて、より大きな岩石が壊れた破片と思われます。
分析された岩石質粒子のうち、580個はかんらん石、118個は低Ca輝石、56個は高Ca輝石、186個は長石 (172個の斜長石と14個のK長石) 、113個は硫化鉄、13個は亜クロム酸塩、10個はリン酸カルシウム、3個は鉄ニッケル合金、そして447個が複数の鉱物の混合物でした。ケイ酸鉱物やカリウムを含む岩塩の粒子も発見されました。かんらん石におけるFa# (鉄かんらん石) の量、低Ca輝石におけるFs# (鉄珪輝石) の量、高Ca輝石におけるFs#及びWo# (珪灰石) の量、斜長石におけるAb# (曹長石) の量は (平均値±1σで表すと) 、それぞれ28±4、23±6、12±9及び38±6、86±7でした。硫化鉄には、Fe/S比が約1の鉄と硫黄のみが含まれており、1個の粒子には鉄ニッケル合金もともに含まれていました。このことから硫化鉄はトロイライトと考えられます。カマサイトとテーナイトが、鉄ニッケル合金として存在していました。
テフロンへらに付着していた岩石質粒子の鉱物組成と化学組成はLLコンドライトに非常によく似ており、ミューゼス・シー地域の小さな粒子は主にLLコンドライトから成ることが示されました。ケイ酸塩の組成はほぼ均一であることから、もともとは単一の岩石または塊として加熱を受け、その後壊れて小さな破片になったものだと考えられます。熱変成作用の大きさ (すなわち岩石学的タイプ) はケイ酸塩の組成の変分に基づいて評価されますが、そのような分析はまだ行っていません。粒子の表面は磨いて平らにする等の処理を行っていないため粗く、ここから測定されるFa#、Fs#、Wo#、Ab#といった成分の変分は、実際より恐らく大きく評価されているはずです。岩石学的タイプを厳密に評価するにはケイ酸塩の表面を平らにして化学組成を定量的に分析することが必要です。次のセクションで記すように近い将来そのような分析が行われるでしょう。
我々の分析結果は、はやぶさに搭載された科学機器による小惑星イトカワの遠隔探査による観測結果と一致しています。しかし我々の分析によると、はやぶさが採取した粒子に含まれる鉄ニッケル合金は、典型的なLLコンドライト (0.5～7.2%) よりも少量でした。(1) ミューゼス・シー地域の最も表層には金属粒子が少ない可能性、(2) サンプル採取の際に何らかの分離作用によって鉄ニッケル合金の粒子はサンプルキャッチャーまで到達しにくかった可能性、(3) サンプルキャッチャー内面をテフロンへらでこする方法では有効に回収することができなかった可能性、等が原因として考えられます。
石英ガラス板上の粒子のSEM分析
サンプルキャッチャーのA室の底に石英ガラス板を取り付け、金属の棒で軽く叩いて落としたところ、多くの粒子を回収することができました。多くの粒子が100ミクロンかそれ以上の大きさで、テフロンへらで回収された粒子よりも大きなものでした。静電気マニピュレーターを使って粒子を一つずつガラス板から摘み上げ、純粋な銅でできたSEMのサンプルホルダーに載せて、FE-SEM/EDSによる分析が行われました。現在まで、30～130ミクロンの大きさの32個の粒子がイトカワ由来であることを確認しました。多くの粒子が角ばっており、非常に細かい粒子が付着しています (図2) 。多くが、かんらん石・低Ca輝石やかんらん石・斜長石のような複数の鉱物から成る組成です。硫化鉄と鉄ニッケル合金は小さな包有物として粒子中に認められ、それぞれ単独では確認されませんでした。これらの分析は現在進行中であり、初期分析チームによって引き続き分析が行われ、恐らく40～50個の粒子が2011年1月末までに同定されるでしょう。
初期分析における鉱物学的・岩石学的分析
石英ガラス板から回収された粒子は、2011年1月後半から2月にかけて、追加分析が行われます。(a) 鉱物・化学組成を明らかにするためのKEK (高エネルギー加速器研究所) やSPring-8におけるシンクロトロンX線回折・蛍光X線分析、(b) 主にケイ酸塩の超薄片試料のTEM (透過型電子顕微鏡) による観察とFIB (集束イオンビーム) を用いた微細構造の分析、(c) FE-SEM/EDS/EBSD (電界放射型走査電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分析装置/電子線後方散乱回折法) による鉱物学的分析及び結晶構造の分析、(d) FE-EPMA/WDS (電界放出型電子線マイクロアナライザ/波長分散型X線分光器) によるそれぞれの鉱物の化学組成の定量、が行われる予定です。実験の条件は探査機スターダストが採取した粒子に行われたものと非常によく似ていますが、サンプルの前処理や研磨の際に、サンプルの劣化を最小限にするために地球の大気に触れないよう細心の注意を払います。
図1： テフロンへらの一方の面に付着していたイトカワの粒子の大きさの分布。粒子の総数は1574個です。
図2： ミューゼス・シー地域への第1回タッチダウンで採取された大きなイトカワの粒子。（Plagioclase = 斜長石、Olivine = かんらん石、Troilite = トロイライト、Fine dust = 微細な塵）
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