MIT Tech Review: 小惑星リュウグウに窒化鉄を発見、太陽系遠方の氷小天体が起源か

フラッシュ2023年12月5日

宇宙
小惑星リュウグウに窒化鉄を発見、太陽系遠方の氷小天体が起源か
by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

京都大学などの国際共同研究チームは、小惑星探査機「はやぶさ2」が持ち帰った小惑星「リュウグウ」の砂のごく表面が、窒化した鉄(窒化鉄：Fe₄N)に覆われていることを発見した。窒化鉄は、磁鉄鉱と呼ばれる鉄原子と酸素原子の鉱物の表面で見られ、氷天体からやってきたアンモニア化合物を大量に含む微小な隕石がリュウグウに衝突して磁鉄鉱の表面で化学反応が起こり、形成されたと考えられるという。小天体の表面で窒素の鉱物が成長する現象は、これまで知られていなかった。

研究チームは、透過型電子顕微鏡を使ってリュウグウの磁鉄鉱の表面の断面を観察。表面から数十ナノメートル（1nmは10^-9メートル）の深さで多孔質な層が広がり、（1）磁鉄鉱の理想的な化学組成に比べて鉄が多く、酸素が少なくなっていること、（2）磁鉄鉱には含まれない窒素や硫黄が濃集していることを発見した。さらに電子線回折手法によって、この層には金属鉄と窒化鉄が分布していることを明らかにした。

同チームは、リュウグウで窒化鉄が成長する仕組みについて考察。（1）太陽系遠方の低温領域で形成した、アンモニアの氷や塩を豊富に含む氷小天体から放出された塵が太陽方向に向かって移動し、地球付近に軌道を持つリュウグウに衝突、（2）衝突によって塵が気化することでアンモニアに富む蒸気が発生し、表面に暴露された金属鉄と反応することで窒化鉄が形成した、と推定されると述べている。

太陽から遠く離れた場所で生まれた氷天体や彗星にはアンモニウム塩のような窒素化合物が大量に貯蔵されている。このような窒素を含む固体は生命の材料物質として重要と考えられているが、地球軌道付近に輸送される証拠は見つかっていなかった。今回、地球の近くに軌道を持つリュウグウにアンモニア塩を含む塵が輸送された可能性が示されたことで、初期地球に輸送された生命の材料としての窒素の起源についての研究が刺激されることが期待される。

研究論文は、ネイチャー・アストロノミー（Nature Astronomy）に、2023年11月30日付けでオンライン掲載された。

（中條）
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