小惑星の水は地球上の生命の起源の手がかりとなるかもしれない

9年前、宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、探査機「はやぶさ」が小惑星イトカワのサンプルを地球に持ち帰ることに成功し、歴史に名を残しました。小惑星に行き、表面からサンプルを採取し、研究のためにそのままの状態で持ち帰ったのは、これが初めてのことでした。

最近、科学誌「サイエンス・アドバンス」に発表された研究結果によると、これらのサンプルには水が含まれているという、新たな歴史が築かれた。

「イトカワの粒子に水の痕跡さえ見つかるとは誰も思っていませんでした」とアリゾナ州立大学の宇宙化学者マイトレーイー・ボーズ氏は言う。イトカワ（というよりは、その母天体）は、宇宙空間に散らばる他の岩石の衝突により、華氏1,500度まで焼かれ、おそらくそれ以上の温度になったことはよく知られている。そのような極端な状況の後では、水が残っている望みはほとんどなかった。「この研究に着手する前に、ざっと計算してみたところ、イトカワの粒子が、小惑星形成時の元の水を適切な割合で保持することは確かに可能であることが示されました」とボーズ氏は言う。「この小惑星で水を測定した人はこれが初めてです。」

イトカワは、長さ 1,800 フィート、幅 1,000 フィートの岩石で、18 か月ごとに太陽の周りを回っています。太陽からの距離は地球からの距離の約 1.3 倍です。これは、一連の壊滅的な衝突によりいくつかの大きな破片に砕け散る前は、おそらく幅が約 12 マイルあったより大きな小惑星の残骸です。そのうちの 2 つは、約 800 万年前に現在の形に融合しました。太陽系で最も一般的なタイプの小惑星の 1 つであるため、宇宙空間の真空で過酷な経験をしてきたにもかかわらず、水の痕跡が見つかったことは、非常に興味深い意味合いを持っています。

ボーズ氏の研究は、太陽系の小天体の内部化学を研究し、生命の構成要素をどのようにして獲得し維持しているのかを解明することを特に目的としている。ボーズ氏は特に、小惑星やその他の小岩が、そうでなければ不毛のままであるはずの別の世界に水や有機物を運ぶことができるかどうかに関心がある。「私たちはこの『淡い青い点』、つまり水が満ち、有機物が豊富で生命を支える惑星にいます」とボーズ氏は言う。「このような惑星は他に知りません。私の目的は、その仕組みを解明することです」

ボーズ氏は提案書を書いて、JAXA を説得し、イトカワのサンプル粒子 1,500 個のうち 5 個 (それぞれ髪の毛の半分ほどの太さ) を研究に利用できるようにした。チームは 5 個のうち 2 個に輝石鉱物が含まれていることを発見した。地球上の輝石は結晶構造の一部として水を含んでいるため、ボーズ氏は小惑星の輝石にも微量の水が含まれているはずだと考えた。

水を見つけるために、ボーズ氏は大学の NanoSIMS 装置に頼った。これは、非常に小さな鉱物粒子を並外れた感度で測定できる珍しいイオン質量分析計である。輝石には驚くほど多くの水分が含まれていたことが判明した。約 0.1 パーセントだ。これは低いように思えるが、ボーズ氏はイトカワは地球上で人間が慣れているものに比べると「完全に乾燥している」と強調する。しかし、それでも予想よりはるかに湿っており、肉眼で見えない鉱物にしてはかなりの量の水だということを忘れてはならない。この結果は、イトカワのような乾燥した小惑星には、これまで考えられていたよりもはるかに多くの水が含まれている可能性があると研究者が推測するのに十分である。

研究チームの調査結果はまた、化学反応が理想的であれば、地球の海を構成する水の半分ほどがこれらの小惑星の衝突によるものである可能性を示唆している。これは非常に重要なことだ。なぜなら、地球の水の多くは、太陽系内の混沌とし​​た日々の間に繰り返される小惑星の衝突によって地球にもたらされるという理論が多数あるからだ。

「地球や火星などの他の惑星の水の源は、惑星科学界で激しく議論されています」とボーズ氏は言います。「最も一般的なシナリオは、地球上の水は、惑星形成のさまざまな時期に、太陽系の外側から水を豊富に含む小惑星によって運ばれたというものです。太陽系の内側にある小さな小惑星は、地球や他の惑星の水源になる可能性があります。これらの小惑星は、惑星の基本的な構成要素であり、水や有機物などの他の物質を惑星にもたらすものと考えることができます。」

この最新の研究の成功により、ボーズ氏と彼の研究室は、さらに衝撃的な発見を続ける準備が整いました。カンラン石と呼ばれる別の鉱物の分析により、イトカワのような小惑星に埋め込まれたさらに隠れた水の堆積物を見つけるための別のアプローチがあることが示唆されています。彼と彼のチームはまた、小惑星ベンヌ（2023年に帰還予定のNASAのOSIRIS-RExミッションを通じて）と小惑星リュウグウ（2020年に帰還予定のJAXAのはやぶさ2ミッションを通じて）から取得されるサンプルの研究にも興味を持っています。これらの最新の発見は、小惑星と水に関する一連の新しい研究の序章に過ぎないと思われます。