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#134 リュウグウからの「玉手箱」

小惑星探査机「はやぶさ2」が回収した小惑星リュウグウのサンプルは、12月6日にオーストラリアに落下し、无事回収されました。そして8日午前中に相模原の闯础齿础に到着したサンプルは、地球の大気や物质が混入しないように厳重に设计された装置内で15日に开封され、多数の岩石粒子が确认されました。今后、カタログが作られ、整理されていきます。

このサンプルのカタログ化?整理のためのキュレーション施設の設計を主導したのは、北大の圦本尚義さん(理学研究院 教授)です。「はやぶさ2」プロジェクトでは探査機に目が行きがちですが、研究はいよいよこれからが本番です。まずは多数の微小なサンプルを約半年でカタログ化し、その後の詳細な分析につなげなくてはいけません。

圦本さんはその后の详细な化学组成について分析を行うチームを主导し、来年夏ごろには北大にもリュウグウのサンプルがやってくる予定です。この「赠り物」は太阳系の起源だけではなく、生物の材料となる有机分子の存在が确认されれば、生命の起源の解明にもつながると期待されています。

【川本思心?麻豆原创/理学研究院 准教授】

(サンプルの分析に使われることになる同位体顕微镜のあるクリーンルーム前にて。圦本さんが持つのはリュウグウの模型)
12月6日、无事到着したサンプルの意义

はやぶさ2は2014年12月3日に打ち上げられ、2019年2月22日と7月11日に小惑星リュウグウに软着陆してその砂や石の回収にチャレンジしました。そして地球への帰路につき、ようやく约6年后の12月6日の2时47分。オーストラリアの砂漠に回収カプセルが着地しました。

(流れ星のように写っている大気圏に突入した「はやぶさ2」のカプセル)〈??1)〉

その時、圦本尚義さん(理学研究院 教授)は相模原にあるJAXAの域外管制室でその様子をリアルタイムで見守っていました。「見つかった時はおーっとなった。うれしかった(笑)。でも私の「はやぶさ2」に関する仕事は、キュレーション施設を運用もふくめてつくることでした。その作業は2020年2月に終わっています。だから一番大変だったのはその時です」と圦本さんは言います。

(オーストラリアの砂漠に无事着地。白いパラシュートの右侧にカプセルが见える)〈? 2)〉
(回収されたサンプルコンテナ)〈? 2)〉

小惑星リュウグウを形成する物质は、太阳系が形成された顷のまま、46亿年间変成することなくその状态を保っていると考えられています。また、「はやぶさ」が持ち帰り、圦本さんも分析したイトカワと异なり、炭素质の物质や有机物を多く含むことが予想されています。つまり、リュウグウのサンプル分析は、地球をはじめとした太阳系の惑星の成り立ちの理解を进めるだけではなく、生命の材料がどこからやってきたのか、という生命の起源の解明にもつながる可能性があるのです。

(左侧が「はやぶさ2」が到达したリュウグウで、右が「はやぶさ」が到达したイトカワ。同じ缩尺で作成されておりその大きさと色の违いがわかる。リュウグウの色が黒っぽいのは炭素を多く含むためと考えられている)
细心の注意と最新の施设で「キュレーション」する

しかし、そのサンプル分析もふたつの点に注意しなければ、「はやぶさ2」の旅の苦労もろとも灰烬と化してしまいます。第一に、サンプルを分析する际には、地球の物质が一切混入しない清浄な状态に保たれていなければなりません。逆に言えば、そういった混入がない地球外からのサンプルを得られるのが、小惑星探査机によるサンプルリターンの意义なのです。

第二に、膨大な数におよぶ大小さまざまな砂や小石を取りわけ、それぞれについて基本データを测定して整理し、迅速にカタログ化しなければなりません。多数の试料を管理し、适切な时に利用できるようにすることは研究の基本中の基本、基盘をなす作业です。この作业を「キュレーション」と呼びます3)。

圦本さんは、2016年から2020年2月まで闯础齿础にも籍を置き、地球外物质研究グループ长として、このキュレーションを行う施设の设计?运用の立ち上げを指挥しました。「はやぶさ」で使用した施设との违いは、量が多く、サイズも微小なものから大きなものまで取り扱えるようにしている点などです。限られた予算の中で所定の性能を実现するために、圦本さんは机器製作会社各社との调整に奔走しました。

(圦本さんらが开発したキュレーション施设の中心的机器であるクリーンチャンバ。五つのチャンバから构成されている。颁颁3-1でサンプルコンテナを开け、颁颁4-1でミリメートル以下の微粒子を処理し、颁颁4-2で比较的大きなサンプルを処理する。青字で示した装置内は真空で、赤字の装置の内部は窒素ガスで満たされている。キュレーション施设にはこの他にも多数の机器が备わっている)〈? 4)〉

その苦労の末に完成した闯础齿础のキュレーション施设では、光学顕微镜観察や分光测定や、重さの测定など10项目の初期记载が行われます。作业は闯础齿础の6名がローテーションで担当します。圦本さんは「サンプルが100个あったとして、来年の夏ごろに次の初期分析を行うスケジュールだと???1日1个のペースでラベリングしないと间に合わないんですよ。ギリギリです。かなり大変な作业です」と指摘します。

(取材をしたのは相模原にサンプルがとどいた12月8日午前中。メディアからの取材に电话で対応する圦本さん)
来年夏顷、北大でも初期分析を开始

初期记载の后、6月から7月顷から初期分析がはじまる予定です。初期分析は1)化学分析、2)岩石?鉱物分析(粗粒试料)、3)同(细粒试料)、4)挥発性物质分析、5)固体有机物分析、6)有机分子分析の6チームに分かれています。

圦本さんはこの化学分析チームのリーダーとして化学组成?同位体组成を分析し、リュウグウ全体の组成を明らかにします。このチームは世界中の研究者50名ほどからなり、うち30名ほどは北大に来て同位体顕微镜を用いて分析する予定です。新型コロナが収まっていない场合にそなえ、机器操作を行う人に海外からオンラインで指示をして分析を行うことも検讨しています。

(同位体顕微镜2台が设置されているクリーンルームと前室にいる圦本さん)
玉手箱を开けると?

12月14日、相模原の闯础齿础でサンプルコンテナの开封が行われ、内部に黒い砂状のサンプルが入っていることが确认されたと発表されました5)。圦本さんはサンプルに何を期待するのでしょうか?

(サンプルコンテナ内部の様子。右侧に黒い砂のようにみえるのがリュウグウのサンプル)〈? 5)〉

「见たことがない物质だったらうれしい。僕らは本当に何も知らない。例えば地球の鉱物や天気なんて、たくさんデータを取っているのに、まだわからないことばかり。それに比べて陨石は5万个くらいしかない。分析できているのはもっと少ない。新しいことがいっぱいでてくるんですよ。そのなかから本当に新しいことを见つけて论文にしていきます」

最后に「竜宫城の玉手箱をあけると???という话がネットでも少し话题になっていますが?」と伺うと、「なるかもね、おじいさんに(笑)」と即答。「ある意味、サンプルに太阳系の过去が詰まっているということですし???」とさらに话を向けると「じゃあ赤ちゃんになるね」と圦本さんは笑って答えてくれました。

 

参考文献:

  1. (2020年12月10日閲覧).
  2. (2020年12月10日閲覧)
  3. (2020年12月10日閲覧).
  4. (2020年12月10日閲覧).

圦本さんを绍介しているこちらの记事もご覧ください

【クローズアップ】#70 太陽系の起源を「顕微鏡」で調べる(2016年09月02日)

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Update

2020.12.16

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