リュウグウ粒子は地球帰還後わずか数週間で顕著な変質が生じる―宇宙から持ち帰った試料が地球環境で急速に変化することを解明―

ニュース概要

野口高明理学研究科教授、三宅亮同教授、伊神洋平同准教授、松本徹白眉センター／理学研究科特定助教、宮原正明広島大学准教授、海洋研究開発機構高知コア研究所、分子科学研究所、大阪公立大学、国立極地研究所の共同研究グループは、探査機「はやぶさ2」が小惑星リュウグウから持ち帰った粒子について、大気曝露実験と電子顕微鏡・放射光X線分光分析を行い、地球帰還後、数週間のうちに変質が始まり…

解説

宇宙から貴重な贈り物が届いた時、私たちはその「本物の姿」をどれだけ保てるのでしょうか？

探査機「はやぶさ2」が小惑星リュウグウから持ち帰った砂の粒、これは太陽系の初期の姿を知るためのタイムカプセルのようなものです。しかし、京都大学を中心とする研究グループが発表した最新の研究は、このタイムカプセルが地球に持ち帰られた後、想像以上に早く変質してしまう可能性を示唆しています。まるで、深海の魚を地上に揚げると、水圧の変化で体が変化してしまうように、宇宙の物質も地球の環境に触れると、すぐに「地球ナイズ」されてしまうというのです。

具体的に何が起こったのかというと、リュウグウの粒子を地球の大気にさらす実験を行ったところ、わずか数週間でその表面に変化が見られたそうです。電子顕微鏡や特殊なX線を使って詳しく見てみると、粒子に含まれる硫化鉄という物質が、地球の大気に含まれる酸素や水蒸気と反応して、酸化鉄や硫酸鉄に変化していました。これは、鉄が錆びるのと同じような現象だと考えると分かりやすいでしょう。

なぜこれが重要なのでしょうか？私たちが宇宙から持ち帰ったサンプルを分析する目的は、宇宙空間に存在していた時の「ありのままの姿」を知ることです。それが地球の環境で変化してしまうと、本来知りたかった情報が失われてしまうことになります。例えるなら、古い日記を見つけ出して読もうとしたら、湿気で文字が滲んで読めなくなってしまった、というような事態です。

この研究は、今後の宇宙探査、特にサンプルリターンミッションにおいて、非常に重要な教訓を与えてくれます。月や火星、あるいは他の小惑星からサンプルを持ち帰る際には、地球に到着したその瞬間から、いかにして地球環境の影響を受けさせずに保管・分析するかが、より一層問われることになるでしょう。まるで、デリケートな美術品を運ぶように、細心の注意と工夫が求められるわけです。この発見は、宇宙科学の技術だけでなく、保管・分析方法にも新たな進化を促すきっかけとなるかもしれません。

今後の予測

この研究結果は、今後の宇宙探査ミッション、特にサンプルリターンにおいて、いくつかの重要な変化をもたらす可能性があります。

**シナリオ1：保管・分析技術の高度化** まず考えられるのは、宇宙から持ち帰ったサンプルを地球環境から完全に遮断するための、より高度な保管・輸送技術が開発されることです。例えば、真空に近い状態や、特定のガスで満たされた環境でサンプルを保管・分析する「グローブボックス」のような設備が、さらに進化するかもしれません。また、分析装置そのものも、サンプルを直接地球の大気に触れさせることなく分析できるような、より密閉性の高いものが求められるようになるでしょう。

**シナリオ2：宇宙での初期分析の促進** 将来的には、サンプルを地球に持ち帰る前に、宇宙空間や月面基地などで初期分析を行う技術が発展する可能性も考えられます。地球に持ち帰るリスクを減らすため、あるいは、地球に持ち帰る必要のあるサンプルを厳選するために、宇宙環境下で基本的な組成や特徴を把握する試みが増えるかもしれません。これにより、地球での変質を最小限に抑えつつ、最も価値のある情報を得るための戦略が練られるようになります。

**シナリオ3：地球外環境のシミュレーション研究の進展** この研究は、地球外物質が地球環境でどのように変化するかを解明する第一歩です。今後、火星や他の天体からのサンプルを想定し、それぞれの天体の物質が地球の環境でどのように変質するかを予測するための、より詳細なシミュレーション研究や実験が進むでしょう。これにより、将来のミッションで回収されるサンプルの取り扱い方について、事前に万全の準備を整えることができるようになります。