小惑星ベンヌの表面にベスタのかけら

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探査機「オシリス・レックス」が小惑星ベンヌで見つけた明るい岩塊は、かつて小惑星ベスタの一部だったかもしれない。

【2020年9月29日 NASA JPL

NASAの探査機「オシリス・レックス」が訪問中の小惑星ベンヌは、より大きな母天体が衝突で砕けたときの破片から誕生したのではないかと考えられている。その母天体に衝突した天体は、4大小惑星の一つである「ベスタ」に由来するものだったのではないか、という研究成果が発表された。

米・アリゾナ大学月惑星研究所のDaniella DellaGiustinaさんたちの研究チームは、オシリス・レックスがベンヌの表面をとらえた画像を見た際に、周囲と比べて約10倍近くも明るいという一風変わった岩塊に注目した。

この岩塊の組成に関する手がかりを得るために反射スペクトルを分析したところ、そのスペクトルがベスタや、ベスタが破壊されてできたV型小惑星に見られる輝石に特徴的なものであることがわかった。「私たちは、ベンヌの南半球全体と赤道付近に散在している大きさ1.5~4.3mの岩塊を6つ発見しました。それらの岩塊は、ベンヌの残りの部分よりはるかに明るい色をしており、ベスタ上の物質と一致します」(米・アリゾナ大学月惑星研究所 Daniella Della Giustinaさん)。

ベンヌに存在するベスタ由来の明るい岩塊
「オシリス・レックス」がとらえたベンヌの表面。白い円内がベスタ由来の輝石を豊富に含む明るい岩塊(提供:NASA/Goddard/University of Arizona)

はじめに研究チームでは、これらの岩塊がベンヌの母天体で形成された可能性を考えた。しかし、この岩塊に含まれる輝石は、岩石質の物質が高温で融けることで生成されるものだ。一方、ベンヌの大部分は含水鉱物を含む岩石から構成されており、ベンヌもその母天体も、水が失われるほどの高温を経験していないと考えられる。

また、天体衝突によって表面の一部が限定的に高温に熱せられるシナリオも検討されたが、大量の輝石を形成するほど激しい衝突は、母天体を完全に破壊してしまったはずだ。よってこの案も排除され、見つかった明るい岩塊は輝石が豊富に存在する小惑星に由来するという結論が導かれた。

「私たちの最有力な仮説は、ベスタが破壊された破片であるV型小惑星がベンヌの母天体へ衝突し、そこからベンヌがこれらの物質を受け継いだというものです」(NASAゴダード宇宙飛行センター Hannah Kaplanさん)。

小惑星の表面に別の小惑星からの物質がまき散らされている状況が珍しくないということは、さまざまな観測例が物語っている。今回見つかった岩塊の起源とされる小惑星ベスタでは、NASAの探査機「ドーン」が衝突クレーターの壁面に暗い物質があることを見つけており(参照:「3D動画で見る小惑星ベスタ」)、日本の探査機「はやぶさ」も、小惑星イトカワで黒っぽい岩塊をとらえた。さらに、今回の研究が発表されたのと同じ号の論文誌には、「はやぶさ2」がC型小惑星のリュウグウでS型小惑星の物質を見つけた成果が発表されている(参照:「リュウグウとベンヌの明るい岩塊は起源の違いを物語る」)。これらの事実は、多くの小惑星が軌道上で複雑に互いに作用し合い、時には天体同士が衝突や合体をしたりすることを示している。

今回の研究成果の紹介動画(提供:NASA's Goddard Space Flight Center)

今回の研究結果は、ベンヌが経た複雑な過去や他の太陽系内の小惑星の研究に役立つ。軌道の追跡・研究から、ベンヌは小惑星帯の内側の領域からやってきたことが示されている。小惑星のうちポラナ族とオイラリア族は、ベンヌのように炭素が多く暗い姿をしていることから、ベンヌの親小惑星の候補ではないかと考えられている。V型小惑星の形成は、ベスタ上にある約20億年前にできたヴェネネイア衝突盆地や10億年前にできたレアシルヴィア衝突盆地の形成と関わりがある。

「ベスタに似た物質が存在感を示す一方で他のタイプの小惑星が少ないように見えるという謎は、小惑星族やベンヌの起源がさらに研究されることで解明されるはずです。ベンヌから持ち帰られるサンプルの中に興味深い種類の岩石のかけらが含まれていることを期待しています。小惑星リュウグウでS型小惑星の物質が見つかったことを踏まえると、ますます注目せずにはいられません。両者の違いは、太陽系中で複数の小惑星を研究することの価値を示しています」(オシリス・レックス主任研究員 Dante Laurettaさん)。