2003年8月28日木曜日

1_25 プレソーラーグレイン(2003年8月28日)

 隕石の中には、不思議なものがいろいろ含まれています。そんな不思議な、小さな粒を紹介しましょう。

 炭素質コンドライトとよばれる隕石から、プレソーラーグレイン(presolar grain)という不思議な粒が見つかりました。プレソーラグレインとは、太陽系(ソーラー)の誕生より前(プレ)にできた粒(グレイン)という意味です。不思議な名前を持つ粒です。
 炭素質コンドライトのような原始的な隕石は、太陽系ができるとき、宇宙空間にあった材料物質が集まってできたものです。しかし、太陽系では、粒が集まる前に、高温になる時期がありました。その高温時に、初期にあった材料物質の粒子が溶けて、気体になってしまいました。つまり、多くの材料は、元素のレベルで一度ならされ、太陽系全体で均質になったのです。そのときに、太陽系にあった材料の平均的なものですから、太陽系独自にブレンドされた成分となったのです。太陽系のどの物質でもある一定の値を持ちます。それは、太陽系で固有の値となっています。
 しかし、そんな高温に耐えて、少しだけですがもとの姿のまま「火の通っていない」材料、プレソーラーグレインがあることが発見されました。つまり、太陽系初期に溶けないで残った粒子があったのです。そんな粒子、プレソーラーグレインは、太陽系のブレンドされた組成とは違った成分をもっています。
 隕石の中にこんな風変わりな成分が混ざっていることは、1960年代から知られていました。その風変わりなものが分離され、そして分析できるようになったのは、1990年代になってからでした。
 プレソーラーグレインは、炭素質コンドライトの基質(マトリックスともいわれます)から発見されました。プレソーラグレインには、最初は、3種類の鉱物が発見されました。炭化けい素(シリコンカーバイト、SiC)、ダイヤモンド(Diamond、C)、グラファイト(Graphite、C)の3種です。最近では、さらに新たなプレソーラグレインとして、コランダム(Al2O3)や炭化チタン(TiC)なども発見されてきました。
 一つ一つの鉱物は非常に小さく、数ミクロンメートルから数ナノメートルくらいしかありません。ですから、見つけることも、まして分析することも大変だったのです。
 プレソーラーグレインのいくつかの元素の同位体組成で、異常が発見されました。最初は、酸素(O)やキセノン(Xe)などの同位体組成で異常が見つかっていましたが、今では、ネオン(Ne)、炭素(C)、窒素(N)、けい素(Si)などでも異常が見つかっています。
 このような地球でブレンドされた組成とは違ったものは、その粒子ができたときの情報を保存していると考えられています。太陽系の材料が、どのようなところから由来しているかを知るためには重要な情報が得られたのです。
 炭化けい素(シリコンカーバイトSiC)には、組成の違うものが4種類ほどふくまれていました。それぞれが、違った起源をもっています。その起源として、漸近巨星分枝星(Asymptotic Giant Branch Star)、超新星というものが考えられていますが、起源の不明なものもあります。
 ダイアモンドは、別の超新星、グラファイトは、別の漸近巨星分枝星、Wolf-Rayet星、新星などが起源が考えられています。
 ほんのちっぽけな粒子ですが、私たちの太陽系よりもう一つ前に存在した星たちの名残をとどめているものです。自然は、素晴らしい贈り物を私たちに用意してくれていたのです。