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隕石に”水の氷”を発見

Posted by moonrainbow on 03.2019 地球   0 comments   0 trackback
90年代に見つかった隕石から太陽系形成時の”水の氷”の痕跡を発見

太陽系初期の想像図
衝突によって天体が形成されていく太陽系初期の想像図(Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt)

太陽系が形成された頃、温度が低い領域で形成された小惑星には水の氷が含まれていたと考えられています。今回、小惑星内部に水の氷が存在していた証拠を、地球に落下した隕石のなかに見つけたとする研究成果が発表されました

■氷が融けることで生じた微細な空間を隕石内部のあちこちに発見

空間のひとつ
今回見つかった空間のひとつ。こうした空間が隕石内部に幾つも見つかった(Credit: Megumi Matsumoto et al.)

松本恵氏(東北大学)、片岡章雅氏(国立天文台)らの研究チームは、理化学研究所の放射光施設「SPring-8」を使い、1990年にアルジェリアで見つかった隕石「Acfer 094」を調べました。Acfer 094は炭素質コンドライトと呼ばれる隕石のひとつで、初期の太陽系で形成された物質が含まれているとされています。

隕石の内部を放射光X線CTによって詳しく調べたところ、直径10マイクロメートル(100分の1ミリメートル)ほどの小さな空間があちこちに見つかりました。研究チームによると、この空間は、小惑星内部に取り込まれた水の氷が融けたことで生じたものとされています。

過去の研究において、水と岩石の相互作用によって生じた「含水鉱物」が隕石から見つかることはありましたが、含水鉱物を生じさせた水(氷)そのものが存在した痕跡や、それがどのように存在していたのかといった直接的な証拠は、これまで見つかっていませんでした。

発表では、太陽系初期に形成された天体がその内部に水の氷を取り込んでいたことが、今回の研究成果によって初めて直接的に示されたとしています


■もとになった天体が「雪線」をまたいだことで空洞が生じた?

微小な空間が形成されるまでの過程を示した図
微小な空間が形成されるまでの過程を示した図。すき間が氷によって埋められた塵(最上段、中央)が後に融けたことで空間が生じたとみられる(Credit: Megumi Matsumoto et al.)

今回見つかった微小な空間が生じた過程を、研究チームは次のように考えています。ポイントとなるのは、太陽から一定の距離に存在し、水が凝結して氷になるかどうかの境界を示す「雪線(snow line)」です。

隕石のもとになった天体(母天体)は、小さな塵がたくさん集まることで形成されたとみられています。この塵はケイ酸塩の微細な粒子が集まったスカスカな構造をしていて、雪線よりも遠くでは凝結した水の氷が表面に付着していたと考えられています。

やがてこの母天体は雪線を越えて、より太陽に近い位置へと移動していきました。その間も塵は降り積もっていきますが、雪線付近では塵の表面の氷が一旦昇華したのちに再び凝縮することで、塵のスカスカなすき間が氷によって埋められていたとされています。

その後も太陽へと近付き続けたことで母天体内部の温度が上昇。取り込まれていた氷が融けて岩石と反応し、含水鉱物が形成されます。このとき、雪線付近で取り込まれた「すき間のない塵」の氷が融けたことで、母天体の内部には微小な空間が幾つも生じました。

研究チームは、この後に母天体から何らかの理由で飛び出した破片の1つが、Acfer 094として地球に落下したとしています。つまり、直径10ナノメートルという小さな空間は、母天体が水の氷を取り込んだ痕跡であると同時に、太陽系形成時の塵のサイズも示しているというわけです。

国立天文台の片岡氏は、このように小さな塵が惑星へと成長していった過程などを研究することで、惑星形成理論の解明を目指したいとしています


Image Credit: Megumi Matsumoto et al.

2019-11-25
Soraeより

「糖」は宇宙から来た?

Posted by moonrainbow on 27.2019 地球   0 comments   0 trackback
隕石から生命に不可欠な糖を発見

■2つの隕石から地球の生命に必須の糖を検出
マーチソン隕石」
研究チームが分析した「マーチソン隕石」(Credit: Yoshihiro FURUKAWA)

近年、地球の生命にとって欠かせない水や有機物は、隕石とともに地球にもたらされたのではないかと考えられています。今回、隕石のなかから地球の生命にとって欠かせない「糖」が見つかったとする研究成果が発表されました

地球に落下した隕石の一部には水や有機物が含まれていて、生命の材料であるアミノ酸や塩基が見つかることがあります。今回、古川善博氏(東北大学)らは、アミノ酸や塩基と同様に生命にとって欠かせない「糖」を検出するべく隕石の分析を試みました。

研究チームが地球に落下した3つの隕石について調べた結果、「マーチソン隕石」(1969年にオーストラリアへ落下)と「NWA801」の2つの隕石から、リボース、アラビノース、キシロースといった糖を検出することに成功しました。

このうちリボースは、核酸の一種であるリボ核酸(RNA)を構成する糖の一種です。RNAはデオキシリボ核酸(DNA)の情報をもとにタンパク質が作られる上で重要な役割を担っており、リボースは地球の生命にとって欠かせない糖と言えます。従来の隕石を扱った研究でも糖の一種(ジヒドロキシアセトン)は見つかっていましたが、リボースのように生命に必須の糖が見つかったのは今回が初めてです。

今回の発見によって、初期の地球における生命の材料が宇宙からもたらされた可能性が高まりました。なお、検出された糖に含まれる炭素の同位体比を調べたところ、落下後に地上で混入したものではなく、宇宙に由来する糖であることも確認されています


■RNAが先行していたとする説を支持する発見か

生命誕生前の地球に落下する隕石の想像図
生命誕生前の地球に落下する隕石の想像図(Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)

現在の地球の生命はDNAとタンパク質を中心としたシステムの上に成り立っていますが、最初期の生命ではRNAが中心的な役割を担っていたとされています。誕生して間もない地球に落下した隕石がもたらした水によって海が作られたように、隕石によってもたらされた有機物から、RNAを中心とした最初の生命が誕生したというわけです。

今回の研究は、この「RNAワールド」と呼ばれる仮設にとって重要なものとなりました。というのも、今回の分析では、DNAを構成する糖の一種であるデオキシリボースが検出されなかったからです。

たまたまデオキシリボースが見つからなかったという可能性もありますが、DNAに必須の糖は検出されず、RNAに必須の糖が見つかったという事実は、「最初にRNAを中心とする生命が誕生した」とするRNAワールド仮設を支持するものとなります。

研究チームは今後、NASAから提供された別の隕石を分析することで、宇宙から地球にもたらされた糖についてより詳しく調べていく予定です


Image: Yoshihiro FURUKAWA

2019/11/20
Soraeより

米空軍スペースプレーン「X-37B」

Posted by moonrainbow on 15.2019 地球   0 comments   0 trackback
謎の米空軍スペースプレーン「X-37B」が780日の飛行を終え地球に帰還

X-37B_20191110094139bd0.jpg

アメリカ空軍のスペースプレーンこと「X-37B」は2019年10月27日、780日の飛行を終えて地球へと帰還しました

X-37Bはボーイングが製造し、アメリカ空軍が運用するスペースプレーンです。軌道上に長期間とどまっての技術実証が目的とされていますが、そのミッションの詳細は明かされていません。

これまで、X-37Bは「OTV-1」から「OTV-4」までの4回のミッションを完了し、軌道上での滞在期間を伸ばしてきました。そして2017年9月に打ち上げられた今回のOTV-5では、ケネディ宇宙センターに自律的に着陸し、780日間の飛行を記録したのです。

アメリカ空軍は最低でも2機のX-37Bを保有しており、どちらも太陽光をエネルギーとして動作します。機体にはペイロードを積み込み、実験や小型人工衛星の投入が可能です。

X-37BはNASAが1999年に開発して宇宙船実験に利用し、2004年にはDARPA(国防高等研究計画局)がプロジェクトを引き継ぎました。そしてその数年後からは、アメリカ空軍がミッションを担当しています。

また、2019年7月には地上からX-37Bが観測されています


X-37B - Orbiter Space Flight Simulator



Image: U.S. Air Force

2019/11/9
Soraeより

地球は秒速600kmで宇宙空間を突き進んでいる

Posted by moonrainbow on 05.2019 地球   0 comments   0 trackback
我々の地球が秒速600kmで宇宙空間を突き進んでいることがわかるアニメ

形成過程にある若い惑星のイラスト
形成過程にある若い惑星のイラスト。

地球は自転しながら太陽を公転し、太陽は天の川銀河(銀河系)の中心を周回し、天の川銀河は宇宙空間を疾走している

これらがどれだけの速さで動いているのか、元NASAで現在はJAXAの惑星科学者のジェイムス・オドノヒュー氏はシンプルなアニメーションで示しました。

地球の動きは相対的にゆっくりと見えるが、宇宙マイクロ波背景放射(cosmic microwave background:CMB)と比較して計測すると、猛烈な速さで動いている。我々がそれほどの速さを感じないのは、速度が常に一定だからです


信じられないかもしれないが、我々は秒速600kmという猛烈な速さで宇宙空間を突き進んでいます

というのも地球は太陽を公転し、太陽は天の川銀河(銀河系)の中心を周回し、天の川銀河はビッグバンで放出された放射線の流れの中を疾走しているからです。

惑星科学者のジェイムス・オドノヒュー(James O'Donoghue)氏は、シンプルなアニメーションでそれらの速さが比較できるよう並べました。

「我々はボール(地球)の上に立っており、そのボールはすごい速さで回転しながら、別のものの周りをさらに速く周っている。そんなたとえ話で表現されることがある。この話はさらに、我々がいかに速く天の川銀河(銀河系)の周りを周っているかということまで広がることもある」。かつてはNASAに、現在は日本の宇宙航空研究開発機構(JAXA)に所属するオドノヒュー氏は、Business Insiderへのeメールにそう記しました。

「けた外れの数字や方向で混乱するかもしれないので、すべての情報を文脈に沿って1つのフレームに収め、シンプルに表現したかった。どの方向に、どれだけの速さで進んでいるのか、誰でも理解できるように」

同氏が作成したアニメーション(下の動画)の左側の数字はそれぞれ地球の自転の速さ、地球が太陽を公転する速さ、太陽系が天の川銀河の中心を周回する速さ、天の川銀河が宇宙空間を疾走する速さを示している。右側に動く点は、それぞれが150kmを進む相対的な速さを表しています


Relative Cosmic Velocities [wide screen, more info]



アニメーションを見ると分かるように、地球の自転は相対的にゆっくりとしています。一方、天の川銀河は秒速600kmもの速さで宇宙空間を疾走しています。

天の川銀河が動く速さを、近くのアンドロメダ銀河に接近する速さで表すことがあるが、これは必ずしも最適な比較対象ではないと、オドノヒュー氏は述べています。

「たくさんの銀河が我々の天の川銀河とは相対的に異なる速さで動いているので、それらと比較するのではなく、考えられる中で最大の動く物質、CMBと比較することにした」とオドノヒュー氏は宇宙マイクロ波背景放射(cosmic microwave background:CMB)に言及した。これは、ビッグバンの名残を示すかすかな放射線で、宇宙空間を満たしています。

「計測により、CMBは特定の方向から発せられ、風のように流れていることが示されている」とオドノヒュー氏は付け加えた。

しかし、すべてが動いているため、速さは相対的に表されることになります。

すると、地球は太陽の周りを秒速29.8kmで公転し、太陽は天の川銀河の周りを秒速230kmで周回しているが、CMBと比較したときの太陽系が動く速さは秒速370kmとなる。さらに、天の川銀河がCMBを突き抜けて進む速さは秒速600kmとなります。

もちろん、地球にいるとそんなに速く動いているとは感じられません。

イーロン・マスク(Elon Musk)氏は、このアニメーションについて「速度ではなく、加速しか感じないということがよく分かった」とツイートした。

つまり、我々が感じられるのは、速度の変化だけということです。たとえ時速130kmで車に乗っているとしても、速さは感じられません。もちろん、車窓を流れる景色を眺めることはできます。天文学者が星を眺めることで地球の動きを観測するように。だが、ブレーキを掛けたりアクセルを踏んだりしない限り、速さを体感することはないのです。

それと同様に、地球の自転や天の川銀河を周回する太陽系の猛烈な速さを、我々も感じることはないのです。これらの速さは常に一定で、アニメーションで示したように相対的なものでもあるからです


2019年10月27日
BUSINESS INSIDER JAPANより

嵐が海底に地震を引き起こす「ストームクエイク」

Posted by moonrainbow on 02.2019 地球   0 comments   0 trackback
嵐が海底に地震を引き起こす「ストームクエイク」の存在が確認される

ストームクエイク

嵐と地震のコンボだなんて想像したくもないが、海底ではしばしばそうしたことが起きているらしい

 新しい研究によると、台風による暴風雨など、強力な嵐によって海底ではマグニチュード3.5クラスの地震がしょっちゅう起きているのだそうだ。

 この現象は「ストームクエイク」という。海上に大型の台風やハリケーンが発生し、それによって生じた第二波(S波)が海底と干渉することで起きる現象だ。

 「台風シーズンでは、台風が強力な海洋波としてエネルギーを海に伝えます。そうした波が硬い地面と干渉して、激しい震源活動を作り出します」と米フロリダ州立大学のファン・ウェンユアン氏は説明する


ストームクエイクでは津波は起きない
 
海底で地震が起きると東日本大震災のときのような大きな津波が生じることがある。だが、ストームクエイクの場合は心配無用だ。弱すぎて危険な津波にはならないからだ。

 むしろ、本物の震源がないような場所では、地球の構造を調査するために便利な震源として使うことができる。さらに大きな台風が発生したときの海洋波のダイナミクスを研究するためにも利用できる。

 ファン氏のような研究者的には、「台風による震源は数時間から数日も持続する」のでワクワクするのだそうだ


ストームクエイク1
Image by Stefan Keller from Pixabay

ノイズと台風の関連性

『Geophysical Research Letters』に掲載されたこの研究では、これまでなら周辺環境のノイズとして無視されてきたあいまいな地震波に着目して解析を行った。すると、そこに強力な台風との関連性があることが判明したのだ。

 2006~2015年の間には、1万4077回のストームクエイクが記録されていたとのこと。特に海底地震を頻発させたのは、2008年のハリケーン・アイク(カテゴリー4)や2011年のハリケーン・アイリーン(カテゴリー3)だ。

 しかし、大型台風なら必ずストームクエイクが起きるわけではない。たとえば170名を超える犠牲者を出した2012年のハリケーン・サンディは、ピーク時にはカテゴリー3に分類された大型台風だが、これによるストームクエイクはかろうじてひとつのみだ


ストームクエイク2
Image by Elen11/iStock

ストームクエイクの発生条件
 
このことから、ストームクエイクが生じるには台風の威力だけでなく、海洋や地形の条件も整っている必要があるらしいことがわかる。

 ついでに指摘するなら、メキシコ沿岸やニュージャージー州からジョージア州にかけてのアメリカ東海岸でもまったく観測されていない。

 「わからないことがたくさんあります」とファン氏。「私たちはその存在にすら気付いていなかったのですから。地震波場の豊富さを浮き彫りにしてくれると共に、私たちの地震波に対する理解が新しい段階に到達しつつあることを示しています。」


2019年10月21日
カラパイアより
 

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Author:moonrainbow
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