太陽系の誕生を調査することは、時間の経過 (ここでは約 45 億年) によって、私たちが試みている出来事によって残されたほとんどの痕跡が取り消された「未解決事件」の犯罪現場を調査することに少し似ています。再構築します。私たちにとって幸いなことに、太陽系は公平に機能し、積極的に誤解を招くことはありませんが、同時に、多くの手がかりを残しません.実際の犯罪と同じように、信頼できる目撃者がいると、物事を解きほぐすのがずっと簡単になります.
NASA ミッション Dawn が訪れた 2 つの小惑星の 1 つである Vesta は、70 年代以来、私たちの最高の目撃者の 1 つでした。その赤外線スペクトルは、隕石のファミリーであるハワーダイトのために実験室で得られたものと一意に一致することが発見されました。 - ユークライト-ダイオジェナイト グループ (累積的に HED としても知られる) であり、この 2 つの間に何らかの関連があることを示唆しています。
これらの隕石は、地球のように分化した火山体の表面の断片であり、コア、マントル、および表面が非常に異なる組成によって特徴付けられる層状の内部構造を獲得しています。その後の研究で、この火山の地殻は比較的薄いはずであり、私たちの隕石コレクションには、HED を発生させた体の下にあるマントルのサンプルがないことが指摘されました。
天文観測によって示唆されたように、ベスタの火山地殻がまだ無傷であったという事実は、地球に着陸した隕石の中にHEDに関連するマントル物質の断片がないことの簡単な説明を提供し、ベスタでその起源を強く示しましたHED隕石。
ベスタの火山の地殻は薄く無傷でした。つまり、私たちの目撃者であるベスタは、私たちがどのようなシナリオを考えたとしても、地殻を破壊してはならないという単純な話をしていました。これは、その後の 40 年間に行われたすべての研究の基本的な制約となりました。さらに、HED のおかげで、ベスタは、若い太陽がまだガスと塵の円盤に囲まれていたときに地殻が形成されて以来、この基本的な制約が太陽系のほぼすべての生命を網羅していることも教えてくれました。
太陽系の歴史についての私たちの見解は、1970 年代以降、この太陽系円盤での巨大惑星の形成とその後の移動によって引き起こされた爆撃によってその惑星体が削られたという暴力的なシナリオも含むように進化したことを考えると、制約セットby Vesta の地殻は非常に強力でした。またはそう考えました。
Dawn が Vesta に到着したとき、その地殻が実際に HED 隕石と同じ物質でできていることが確認され、Vesta と HED の間の遺伝的つながりが確認されました。ドーンはまた、地殻が実際にまだ無傷であることを確認しました... 2 つの巨大な衝突がその全体の厚さよりも深いところで掘削され、その下にあるマントルが露出したはずだった場所を含みます!この発見により、私たちの写真には何か問題があり、私たちの証人は私たちが思っていたほど信頼できないことが明らかになりました.
この不一致の考えられる説明は、ベスタがかつてより大きく、より厚い地殻を持っていたということですが、正確な大きさと厚さは不明です.地殻が大きいということは、ベスタが過去 40 年間に考えられていたよりもはるかに多くの物質を失った可能性があることを意味し、それでも今日見られるベスタに似ています。さらに、より大きなベスタは重力が強いため、最初に失われた物質のより多くの部分が後に小惑星によって再捕捉されることを意味します。
この予期せぬ障害により、ベスタの地殻によって提供される制約の有用性が大幅に制限され、巨大な衝突が小惑星を世界的に損傷させたり、破壊したりする極端なシナリオのみを除外することができました.しかし、私たちの目撃者であるベスタは、その物語を語り終えていませんでした.
HED隕石の組成に関する最近の研究は、それらのいくつかが水と親鉄性元素（すなわち、金属への親和性を示し、したがってベスタの金属コアで主に分離されると予想される元素）の過剰な存在を示し、それらのグローバルに上限を提供することを明らかにした.ベスタの地殻に存在。
最近ジャーナル Icarus に掲載された研究では ベルンの国際宇宙科学研究所が資金を提供したプロジェクト「Vesta、太陽系の起源への鍵」の枠組みの中で生まれ、私たちはこの新しい情報がVestaの役割を再評価できるかどうかを調査することに着手しました。私たちの太陽系の若さの証人です。私たちの推論は単純で、影響には破壊的な効果だけでなく、建設的な効果もあるという事実に基づいていました。
ベスタの地殻から火山物質を剥ぎ取るのと同じ衝撃が、ベスタに新しい物質をもたらします。衝突によってもたらされる新しい物質には、常に好鉄性元素 (小惑星と彗星の両方によって運ばれるため) が含まれ、場合によっては水 (彗星や一部の種類の小惑星によって運ばれるため) も含まれます。したがって、HED隕石によって提供されるそれらの存在の上限を新しい制約として使用できるかどうかを調査しました.
原則として、Vesta の地殻の厚さに関する不確実性により、Vesta の元の材料と混合された場合に、衝突によってもたらされる水と親鉄性要素がどの程度希釈されるかを評価することが困難になります。しかし、私たちが発見したことは、この不確実性が無視できるほどの影響しかないということです。HED 隕石によって明らかにされたこれら 2 つの物質の濃度の限界は非常に低いため、ベスタの地殻の初期の厚さがわずかな場合でも、それらが提供する制約が機能します。
私たちの研究で指摘しているように、これらの新しい制約は元の制約と組み合わせて使用する必要があり、それを置き換えるものではありません。実際、新しい制約は、ベスタの爆撃が、水も親鉄元素も提供せずに地殻から物質の大きな塊を除去する暴力的で破壊的なイベントによって支配されている場合を除いて、すべてのケースで機能します。ただし、これは、ベスタの地殻の生存によってもたらされる古典的な制約が依然として有効なシナリオです。
3 つの制約を併用することで、いわゆる「シャーロック ホームズ」アプローチを採用できます。つまり、3 つの制約の 1 つでも違反するすべてのシナリオを不可能として拒否し、最も現実的なシナリオだけを残すことができます。このアプローチは単純ですが、3 つの制約を組み合わせて使用すると非常に診断的になります。
この方法論をテストするために使用した概念実証のケース スタディでは、木星の形成と移動がベスタの地殻に及ぼす影響に焦点を当てましたが、検討した移動シナリオの 4 つのうち 3 つを却下できることがわかりました。さらに、各移行シナリオ内で、この方法論は彗星と小惑星の原始個体群のサイズ分布にも敏感であることがわかりました。これは、サイズが 10 km を超える天体の大きな個体群が、個体群よりもデータへの適合度が最も悪い傾向があることを示しています。小さい体に支配されています。
これらの発見は、ジュピターの形成と太陽系の初期進化への天体化学的窓として、ユークリットとダイオジェナイトによって記録されたベスタの地殻の後期降着と浸食というタイトルの記事で説明されており、最近Icarus . この作業は、宇宙天体物理学および惑星学研究所 INAF-IAPS の D. Turrini、ロシア科学アカデミーの V. Svetsov、Specola Vaticana の G. Consolmagno、名古屋大学の S. Sirono、および M. Jutzi によって行われました。ベルン大学
