欧州宇宙機関の 欧州宇宙機関の ロゼッタ・ミッション は、彗星67Pへの着陸を目指す、宇宙史上でも最も大胆なミッションの一つでした。地球から3億キロメートル離れ、時速約13万5,000キロメートルで太陽に向かって飛ぶ氷の岩塊に着陸するという発想は驚くべきものです。しかも、実際にそれを成し遂げたのです。 実際にそれを成し遂げた。
ロゼッタが持ち帰ったデータから科学者たちが得た知見は、始まったばかりのもう一つの野心的な宇宙ミッションの必要性を裏付けています。日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）の はやぶさ2 ミッションは、彗星ではなく小惑星に接近し、その表面に少なくとも3回着陸します。
ロゼッタ・ミッションがもたらしたデータは、すでに多くの驚きをもたらしています。その一つとして、学術誌『サイエンス』に 発表された今回の結果 は、彗星67Pで見つかった水の性質が地球上の水とは一致しないことを明らかにしています。
彗星の核を包む蒸気の雲を調べたロゼッタは、水素とその重い同位体である 重水素の比率を測定し、それが地球上で見られる値より 3倍高い ことを発見しました。これは重要な発見です。水は地球上の生命に不可欠ですが、どこから来たのかは決して明らかではないからです。
始まりのころ
地球は、若い太陽の周りを回っていた小さな岩石質の 微惑星 から形成され、それらが集積して惑星となりました。地球はおそらく、乾燥した世界として誕生したのでしょう。惑星形成の過程で氷が見られるのは、太陽系のさらに遠方にある低温の領域に至ってからです。つまり、地球には後になって水が運ばれてきたはずです。
一つの仮説では、水は 彗星の衝突によってもたらされました。彗星は木星、土星、天王星、海王星という巨大惑星の周辺の寒冷な領域で形成され、氷を多く含みます。太陽系の形成が終わるころ、数多くの彗星が巨大な惑星の重力による揺さぶりを受け、内惑星の方向へ散乱しました。乾燥した地球に衝突した彗星の氷が、海の形成を始めた可能性があります。
しかし、ロゼッタによる彗星67Pの分析は、地球の海が新鮮な彗星の水で満たされているわけではないことを示唆しています。必要なのは別の供給源です。そこで、小惑星を目指すはやぶさ2のミッションに注目が集まります。
小惑星がもたらす答え
JAXAの JAXAのはやぶさ2 ミッションは、12月初旬に打ち上げられ、小惑星 1999 JU3に接近し、その表面に3回着陸することを目指しています。着陸機と3機のローバーを展開し、小惑星の試料を持ち帰って2020年に地球へ帰還する計画です。簡潔に言えば、ロゼッタの後継にふさわしいミッションです。
彗星も小惑星も、惑星形成の過程で残された岩石質の物質ですが、小惑星は地球にずっと近い場所にあります。大半は火星の外側で太陽を周回する帯を形成しており、これは 小惑星帯と呼ばれます。一方、はやぶさ2の目標天体ははるかに近く、現在は地球と火星の間で太陽を周回しています。
小惑星には さまざまなタイプがあります。S型小惑星は、その生涯に受けた加熱によって元の組成が変化しています。一方、はやぶさ2の目標であるC型小惑星は、形成当初からほとんど変化していないと考えられています。
その名が示すとおり、はやぶさ2には先代機があり、S型小惑星の イトカワを訪れました。イトカワは、摂氏800度まで加熱された証拠を示していました。その探査によって、このような宇宙の岩石の進化について多くのことが明らかになりましたが、地球に水がもたらされた経緯については答えが得られませんでした。
粘土に秘められた答え
幅が約1キロメートルしかない1999 JU3は、液体の水を保持するには重力が不十分です。しかし、観測によると、水がなければ形成されない粘土を含んでいます。このことと、現在の不安定な軌道から、かつてはより大きな天体の一部であり、その天体が破壊されてできたと推測されます。
初期分析を終えた後、はやぶさ2は発見された粘土のある地点に最初の着陸を行います。ロゼッタが彗星表面に到達するために着陸機を展開したのに対し、はやぶさ2は探査機自体が小惑星に接触し、降下中に弾丸を発射して表面の物質を砕き、採取します。これを別の地点でさらに2回行います。3回目の降下では、より大きな弾丸を発射し、小惑星の表面下から岩石の破片を掘り起こします。直接着陸にはリスクがありますが、試料を地球に持ち帰り、徹底的に分析できるという利点があります。
壮大な旅を前に建造中のはやぶさ2 JAXA
はやぶさ2は自ら着陸するだけでなく、着陸機も展開します。ロゼッタの着陸機フィラエを製作したドイツとフランスの同じチームが開発したはやぶさ2のMASCOT（小惑星表面探査機）は、15時間駆動するバッテリーを搭載し、3台の小型ローバーを送り出して表面を探査します。
宇宙にある生命の構成要素
しかし、1999 JU3で発見される秘密は、水だけではないかもしれません。これまでの 研究では 、小惑星上で水と反応することがアミノ酸の生成に関係していると示唆されています。アミノ酸は生命を構成する有機物の基本要素です。それだけでなく、こうしたアミノ酸は主に 左手型であるようです。これは地球上の生命に見られる特徴です。
実験室で作られるアミノ酸は、鏡像関係にある左手型と右手型が同じ割合で現れますが、生物は左手型を強く選好します。この選好の理由は分かっていません。その選択性が宇宙で始まった可能性があるという示唆は、非常に興味深いものです。もしそれが事実なら、6年後にはやぶさ2の試料容器を開ける科学者たちは、水の起源だけでなく、生命のまさに始まりを見つけるかもしれません。
この記事は、 The Conversationとの協力により掲載されています。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者：エリザベス・タスカーは北海道大学の助教です。
画像：JAXAのはやぶさ2ミッションの想像図。
