リュウグウの試料中に、初期太陽系の磁場を記録できる新組織を発見
【2024年5月9日 北海道大学】
太陽系小天体の表面は、太陽風や宇宙塵の衝突による影響で色や明るさが変化する。この現象は宇宙風化と呼ばれ、その痕跡を調べることにより天体表面の年代に関する情報などが得られる。探査機「はやぶさ2」が持ち帰った小惑星リュウグウの試料にも、宇宙風化作用の痕跡が見つかっている。
宇宙風化の研究で重要な鉱物の一つがマグネタイト(磁鉄鉱)だ。マグネタイトは磁気記録媒体としてハードディスクなどに使われている物質であり、初期太陽系に関する研究では星雲磁場の重要な記録媒体として知られている。
北海道大学の木村勇気さんたちの研究チームは、リュウグウ試料の初期分析から、マグネタイトがリュウグウ試料の主要な磁気記録媒体であることを突き止め、試料の示す残留磁場が、リュウグウの母天体内部でマグネタイトが形成された時期や場所における磁場の強さに対応していることを明らかにした。マグネタイト粒子の内部に発見された渦状の磁区構造は非常に安定しており、46億年以上にわたって磁場を記録し続けることが可能だ。いわば、初期太陽系の環境情報を記録した天然のハードディスクのようなものである。
木村さんたちが同じリュウグウ試料の異なる領域の切片を観察したところ、マグネタイト粒子で見つかったものと同じような球形の粒子を含む木苺状の組織が発見された。しかし、この粒子の磁場は渦状構造ではなく、のっぺりとした均質のコントラストを示している。粒子はマグネタイトを特徴づける磁石としての性質を失っていて、マグネタイトとそれが還元することで形成されるウスタイトの両方の特徴を持つ。研究チームでは今回見つかった非磁性の粒子を「擬似マグネタイト(pseudo-magnetite)」と名付けている。
さらに、擬似マグネタイトの周囲には鉄のナノ粒子が多数見られ、その磁場はマグネタイトと同様の渦状磁区構造を示すことが明らかになった。こうした鉄ナノ粒子も、長期間にわたって粒子形成時の磁場情報を保持できることを示す結果だ。擬似マグネタイトと鉄ナノ粒子は宇宙塵の衝突による加熱で形成されたとみられている。また、数値計算により、今回新発見された組織は水質変質終了後の時代における太陽系の磁場情報を記録したものであると結論付ける結果も得られている。
〈参照〉
- 北海道大学:リュウグウ試料に初期太陽系の新しい磁気記録媒体を発見~太陽系磁場の新たな研究手法の確立に期待
- Nature Communications:Nonmagnetic framboid and associated iron nanoparticles with a space-weathered feature from asteroid Ryugu 論文
- Scientific Reports:Visualization of nanoscale magnetic domain states in the asteroid Ryugu
〈関連リンク〉
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