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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~

【本学研究者情報】

〇大学院理学研究科地学専攻
教授 中村 智樹(なかむら ともき)
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

  • はやぶさ2探査機が回収した小惑星リュウグウの最表面に存在していた砂粒の磁場の可視化に成功。
  • 宇宙塵の高速衝突で形成した擬似マグネタイトと多量の鉄ナノ粒子からなる新組織を発見。
  • 今後、鉄ナノ粒子は太陽系磁場の新たな記録媒体として分析され、情報が読み解かれることに期待。

【概要】

 北海道大学低温科学研究所の木村勇気教授、一般財団法人ファインセラミックスセンターの加藤丈晴主席研究員、穴田智史上級研究員、吉田竜視上級技師、山本和生主席研究員、株式会社日立製作所研究開発グループの谷垣俊明主任研究員、神戸大学大学院人間発達環境学研究科の黒澤耕介准教授、東北大学大学院理学研究科の中村智樹教授、東京大学理学系研究科の佐藤雅彦助教(現東京理科大学准教授)、橘 省吾教授、京都大学大学院理学研究科の野口高明教授、松本 徹特定助教らの研究グループは、探査機「はやぶさ2」が小惑星リュウグウから回収した試料(砂粒)の表面を、電子線ホログラフィー*1と呼ばれるナノスケールの磁場を可視化できる電子顕微鏡を用いた手法で調べました。その結果、磁鉄鉱(マグネタイト;Fe3O4)粒子が還元して非磁性になった木苺状の擬似マグネタイトと、それを取り囲むように点在する渦状の磁区構造を持った多数の鉄ナノ粒子からなる新しい組織を発見しました。磁性鉱物は、初期太陽系の環境情報を記録できる天然の磁気記録媒体と言えます。これまで知られていた記録媒体は小惑星内で水質変質時に形成するマグネタイトや磁硫鉄鉱にほぼ限られていました。今回発見した新しい組織、とりわけ多数の鉄ナノ粒子は、これまで情報の無かった水質変質後の時代における初期太陽系内の磁場情報を記録している可能性があります。そのため、今後は未踏の太陽系形成史に迫ることのできる新たな磁気記録媒体として利用されることで、太陽系形成に関する新しいサイエンスが切り拓かれることが期待されます。

 なお、本研究成果は、日本時間2024429日(月)公開のNature Communications誌に掲載されました。

宇宙の塵が小惑星リュウグウへ衝突した跡から、はやぶさ2探査機が持ち帰った試料と、その試料に記録されていた磁場の渦を電子の波で観察したイメージ図

【用語解説】

1 電子線ホログラフィー ... 電子の波としての性質を利用して、試料の磁場や電場などを可視化できる手法。

詳細(プレスリリース本文)PDF

*「はやぶさ2初期分析チーム」の【石の物質分析チーム】は東北大学大学院理学研究科の中村智樹教授がチームリーダーを担当されています。
 本研究には共同研究者として大学院生森田朋代さん、菊入瑞葉さん、天野香菜さん、加川瑛一さんが参加しました(研究当時)
 「はやぶさ2初期分析チーム」につきましては、既出のプレスリリースをご覧ください。
?「はやぶさ2」初期分析チーム
2021年6月より試料の分析開始(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20210513-11586.html
?リュウグウはイヴナ型炭素質隕石でできている(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20220610-12128.html
?炭素質小惑星リュウグウの形成と進化:リターンサンプルから得た証拠(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20220926-12281.html
?小惑星リュウグウ試料の希ガスおよび窒素同位体組成―リュウグウ揮発性物質の起源と表層物質進化―(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20221021-12313.html
?「はやぶさ2」ミッションによる世界初の小惑星からのガスサンプル:リュウグウからのたまて箱(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20221021-12314.html
?日焼けで隠された水に富む小惑星リュウグウの素顔(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20221220-12416.html
?小惑星リュウグウの石から太陽系最初期にできた可能性のある物質を発見 ─原始太陽系星雲内側で形成し、太陽から遠いリュウグウ母天体まで運ばれたか─(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20230217-12499.html
?小惑星リュウグウ試料中の黒い固体有機物(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20230224-12512.html
?炭素質小惑星(162173)リュウグウの試料中の可溶性有機分子(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20230224-12510.html
?小惑星リュウグウでみつかった窒化した鉄の鉱物―太陽系の遠方から辿り着いた窒素に富む塵―(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20231201-12970.html
?リュウグウの岩石試料が始原的な隕石より黒いわけ 地球に飛来した隕石は大気と反応し「上書き保存」されて明るく変化した(https://www.sci.tohoku.ac.jp/news/20231207-12979.html
?小惑星リュウグウに彗星塵が衝突した痕跡を発見 太陽系遠方から有機物を含む彗星の塵が供給されていたことを示唆

問い合わせ先

(研究に関すること)
東北大学大学院理学研究科地学専攻
教授 中村 智樹(なかむら ともき)
TEL: 022-795-6651
Email: tomoki.nakamura.a8*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

(報道に関すること)
東北大学大学院理学研究科
広報?アウトリーチ支援室
電話:022?795?6708
Email:sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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