初期太陽系の物質は、量子ビームを使用して研究されました

東京大学率いる研究チームがサンプルの研究結果を発表

宇宙航空研究開発機構が小惑星リュウグウから届けたもの。小惑星の組成により、初期太陽系の化学的性質が明らかになります。

彼らの仕事のために、科学者は新しい方法を開発しました。これには、日本の世界最大級の高エネルギー粒子加速器である J-PARC によって生成された量子ビームまたは負ミュオンのビームを捕捉することが含まれていました。このアプローチにより、サンプルを破壊することなく材料の化学組成を決定することが可能になります。

小惑星リュウグウ(赤)とオルゲイ隕石(青)のサンプルの組成の比較。画像:ミュオン解析チーム

ミュオンは宇宙に存在する素粒子の一つです。X 線よりも材料を深く透過できるため、材料分析に最適です。マイナスのミュオンが照射されたサンプルに捕捉されると、ミュオン原子が形成されます。このような原子から放出されるミュオン X 線はエネルギーが高いため、高感度に検出できます。

同時に、サンプルの汚染を防ぐために地球の大気、研究者は特別な実験装置を開発しました。小惑星を分析するときのバックグラウンドノイズを最小限に抑えるために、チャンバーの内壁は純銅で裏打ちされていました。そして彼自身がガス状のヘリウムに入れられました。

中のさまざまな物質の割合の組成の比較小惑星リュウグウや隕石のサンプル。青い線は炭素質隕石のサンプルの平均データで、赤い線はオルゲイ隕石です。画像:ミュオン解析チーム

研究は、サンプルが主に以前に発見され、太陽系の固体物質のサンプルと考えられている炭素質隕石 (コンドライト) に組成が対応していました。そこには、炭素、窒素、酸素など、生命に必要な多くの物質が含まれていました。しかし、シリコンに対する後者の割合は、地球上で見つかった破片の割合よりも大幅に低かった.

研究者はコンドライトを示唆しています。つまり、リュウグウが形成された初期の太陽系における化学物質の分布モデルは、新しいデータを考慮して修正する必要があります。

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表紙:試験施設。画像:ミュオン解析チーム