ニュージャージー州の屋根を突き破った pristine な隕石のNASA研究、古代小惑星の塩水と生命の構成要素を明らかに
注目画像: NASA/JSC提供のヒルズボロ隕石の研磨切片画像。CM2マトリックスに埋め込まれたC1クラストを示す。クレジット: NASA/JSC
2024年7月にニュージャージー州の住宅の屋根を突き破った隕石が、科学的に最も貴重な宇宙石の一つであることが判明した。45億年以上前に小惑星を流れた古代の塩水の証拠と、地球に生命をもたらした可能性のある複雑な有機分子のカクテルを保存している。
7月15日にScience Advancesに発表された31名の著者によるNASAの研究は、ヒルズボロ隕石が、母天体の古代の塩分を含んだ塩水によって残されたナトリウム豊富な物質で満たされた微細な割れ目を含んでいることを明らかにした。CM型炭素質コンドライトで塩水関連の炭酸ナトリウム塩が確認されたのは初めてであり、小惑星ベンヌとリュウグウから持ち帰られたサンプルと地球に落下する隕石との間のギャップを埋めるものである。
「これらの補完的な研究は、科学者がエリゴネ小惑星のような原始的小惑星が何十億年にもわたってどのように化学的に進化したかの最も明確な像の一つを構築するのに役立っている」と、NASAエイムズ研究センターとSETI研究所の筆頭著者ピーター・ジェニスケンス氏は述べた。
幸運な落下と迅速な回収
2024年7月16日、昼間の火球がニューヨーク都市圏の空を照らした。小惑星の破片がニュージャージー州ヒルズボロに激突し、そのうちの一つが住宅の屋根を突き破った。重要なことに、家主はアマチュア天文家で、落下した岩石を即座に認識し、保護手袋を着用して扱い、破片をアルミホイルとガラス瓶に保存した。この迅速な回収により、地球の空気にさらされると数時間以内に劣化するであろう繊細な鉱物や有機化合物が保存された。
「家主の迅速な対応のおかげで、これらは私たちが知る中で最もプリスタインなCM1/2隕石である」とジェニスケンス氏は述べた。
CM1/2炭素質コンドライトに分類されるこの隕石の総重量は約1.35キログラムだった。これは歴史上2回目の観測されたこの珍しい変質タイプの落下である。その軌道は内側の小惑星帯、おそらくはエリゴネ小惑星族まで追跡された。この家族には、NASAのルーシー探査機が2025年に訪問した小惑星ドナルドジョハンソンが属している。
隕石が明らかにするもの
NASAチームは、ヒルズボロ隕石が、95～98パーセントのCM2クラスト（中程度に変質）と、まれなCM1クラスト（完全に水変質）を含む角礫岩（他の岩石の破片でできた岩石）であることを発見した。科学的な宝物を含んでいるのはこれらのCM1クラストである。
ナトリウム豊富な塩水: CM1クラストは、通常のCMコンドライトのわずか0.09～0.36パーセントと比較して、重量で5パーセント以上の酸化ナトリウムを含んでいる。ナトリウムはドロマイト結晶内の割れ目に集中しており、母小惑星を摂氏マイナス15度以下の温度で流れた後期段階の塩分豊富な塩水の証拠として解釈されている。
「CM型小惑星におけるこの種の塩水の初めての証拠である」とチームは報告した。塩類は、小惑星ベンヌ（NASAのOSIRIS-RExミッションが帰還）およびリュウグウ（JAXAのはやぶさ2ミッションが帰還）からのサンプルで見つかったものと酷似しており、塩水による化学的変質が一つの小惑星クラスに特有ではなく、初期太陽系全体に広がっていたことを示している。
「この隕石の最も塩分の多い部分の破片は、はやぶさ2とOSIRIS-RExミッションが持ち帰ったサンプルと非常によく似ている」と、NASAジョンソン宇宙センターの共著者マイク・ゾレンスキー氏は述べた。「同一ではありません。非常に興味深い点で異なっているが、非常に類似したプロセスを経ている。」
複雑な有機化学: ヒルズボロ隕石はまた、伝説的なマーチソン隕石に匹敵する豊富なアミノ酸（C2からC11鎖）、カルボン酸、有機金属化合物を含んでいる。アミノ酸の複雑な分布は、塩水化学の助けを受けながら母小惑星内で形成された可能性が高い。
「ヒルズボロ隕石の小さな一片を分析したときの大きな驚きの一つは、アミノ酸やその他の有機化合物の複雑さでした」と、NASAゴダード宇宙飛行センターの宇宙生物学分析ラボの共著者ダニー・グラビン氏は述べた。「生命の化学的構成要素が、これらの炭素質小惑星の破片によって地球に届けられることができた、そして今も届けられているというさらなる証拠です。」
初期太陽系への窓
ヒルズボロ隕石は、ベンヌとリュウグウの物質と比較するための、比類なくプリスタインな地球ベースのサンプルを提供し、惑星科学者が原始的小惑星における化学環境の全範囲を理解するのに役立っている。氷点下の塩水の存在は、液体の水が存在し、太陽系内部の小惑星の表面下を流れ、元素を輸送し、生命の化学的前駆体を生成していたことを示唆している。
「太陽系を通して水を追跡すれば、実は生命を追跡していることになる」とゾレンスキー氏は述べた。「太陽系を通して水の歴史を追跡することは、生命の起源を理解する上で不可欠な部分である。」
Science Advances（第12巻、第29号）にオープンアクセスで発表されたこの研究は、NASAエイムズ研究センター、ジョンソン宇宙センター、ゴダード宇宙飛行センター、SETI研究所、ETHチューリッヒ、スタンフォード大学、および国際的なパートナーが関与する学際的な取り組みである。火球の軌道再構築、レーダーデータ、電子顕微鏡、同位体地球化学、希ガス分析、有機化学を組み合わせて、一つの岩石とその母天体の包括的な全体像を描き出している。
雅子 訳