小惑星上の水分子は「完全に乾燥している」と考えられている

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小惑星の表面で初めて水分子が発見され、太陽系形成時のこれらの残骸が単なる乾燥した宇宙の岩石ではないことが証明されました。

天文学者らは、小惑星が地球に衝突した際の衝撃が、初期の地球に水やその他の元素を運ぶのに役立った可能性があると考えているため、小惑星上で水の証拠が発見されれば、その理論が裏付けられる可能性があると新たな研究で明らかになった。

データは、現在は引退している赤外線天文学成層圏天文台の空中望遠鏡の機器から収集されました。 SOFIAと呼ばれるこの赤外線望遠鏡は、赤外線を遮断しながら地球の大気の99％の上空の成層圏を通過できるように改造されたボーイング747SPで飛行した。

SOFIA 望遠鏡の微天体赤外線カメラ (FORCAST) 装置により、天文学者は火星と木星の軌道の間にある主要小惑星帯にある 2 つの小惑星、アイリスとマサリア上の水分子を検出することができました。 どちらも太陽から3億2,310万マイル以上離れています。

結果は月曜日に発表されました 惑星科学ジャーナル。

天文学者は、SOFIA を使用して望遠鏡を超えて小惑星を研究することを思いつきました。 月面で水の存在が確認された研究の筆頭著者であり、サンアントニオのサウスウェスト研究所の研究員であるアニシア・アレドンド博士はこう述べた。

2つの小惑星が濡れている証拠は、研究の共著者でカリフォルニア州マウンテンビューのNASAエイムズ研究センターの研究員であるマギー・マクアダム博士によって以前に別の望遠鏡を使用中に発見されていた。 アレドンド氏は、湿潤の原因が水なのか、それともヒドロキシルのような別の分子化合物なのかは研究者らには分からないと述べた。

「SOFIAとの新たな観察により、彼らが見たものは確かに水であることが決定的に示されました」とアレドンド氏は語った。 「しかし、これらの天体はSクラスの小惑星の一部です。つまり、大部分がケイ酸塩で構成されており、マクアダム博士の結果が出るまで、それらは完全に乾燥していると考えられていました。」

アレドンド氏は、研究チームが発見した水の量は、立方メートルの土の中に閉じ込められた12オンスの水筒に入った水の量とほぼ同等で、これはソフィアが月で発見したものと同様であると述べた。 2020年、この望遠鏡は月の南半球最大のクレーターの1つで水分子の痕跡を捉えた。

月の水と同様、「小惑星でも水は鉱物と結合したり、ケイ酸塩に吸着され、ケイ酸塩ガラスに閉じ込められたり、溶解したりする可能性がある」とアレドンド氏は述べた。

小惑星は、太陽系で惑星が形成されたときの名残です。 天文学者は、その組成を研究することで、小惑星が私たちの近くの宇宙のどこで発生したかを知ることができます。

「太陽系が形成されていたとき、太陽からの距離に応じて異なる物質が形成されました。これは、太陽から（遠い）物質ほど（よりも）早く冷えたためです。」 アレドンド氏は電子メールで「素材は太陽に近い」と語った。 「地球や火星のような内惑星が岩石でできており、海王星や天王星のような外惑星が氷とガスでできているのはこのためです。」

エリスとマッサリアでの水の発見は、天文学者がこれらの特定の小惑星の歴史を追跡するのに役立つ可能性があり、熱で水が沸騰するのを避けるために、それらの形成が太陽から十分に遠く離れて起こったことを示唆しています。

研究者らはSOFIAを使用して他の2つの小惑星で水を探そうとしたが、検出されたのは非常に微弱だった。 そして今、チームが使用しているのは、 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 さまざまな小惑星に焦点を当て、水の痕跡を検索します。

ウェッブ氏の観測は継続するが、アレドンド氏は、初期の結果によりチームは強力な赤外線望遠鏡でさらに30個の小惑星を観測する時間を求めるようになったと述べた。

「JWST望遠鏡はSOFIA望遠鏡よりもはるかに大きいため、より高品質のデータを収集でき、より短期間でより多くの小惑星のデータを収集できます」とアレドンド氏は述べた。 「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使ってさまざまな小惑星を観察して水の痕跡を見つけられるようになり、小惑星帯内の水を一覧できるようになりたいと思っています。」

ウェッブは、天文学者が太陽系全体の水の分布や、さまざまな種類の小惑星の構成をより深く理解するのに役立つ可能性があります。

「ケイ酸塩が豊富な小惑星で水が見つかるとは本当に予想していませんでした」とアレドンド氏は語った。 「私たちが小惑星上の水について話すとき、ほとんどの場合、より炭素が豊富な小惑星について話しています。 小惑星ベンヌ NASAのOSIRIS-RExミッションが行った場所。 次に保湿量と配合の傾向を見ていきたいと思います。 炭素が豊富な小惑星には、ケイ酸塩が豊富な小惑星よりもはるかに多くの水分が含まれているのか、それとも同程度の量の水分が含まれているのかを知りたいと考えています。