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宇宙:鉄隕石に残された原始惑星の初期の形成と激しい破壊の証拠

Nature 446, 7138 doi: 10.1038/nature05735

我々の太陽系では、惑星はより小さな天体同士の衝突による成長によって生じた。微惑星は、太陽系形成の0.1〜1 Myr後、内部太陽系で衝突により月から火星程度の大きさの原始惑星を形成し、これらの原始惑星はより高エネルギー状態で衝突して惑星を形成した。惑星降着の間に起こった衝突のタイミングと性質に関する考察は、隕石の研究から得られる可能性がある。特に鉄隕石はほとんどが最も古い天体の残骸であり、これらの天体は<1.5 Myr後に降着して融解し、ケイ酸塩のマントルと鉄-ニッケルの金属の核を形成したため、惑星降着の初期段階における最良の制約条件を与えてくれる。さまざまなグループの鉄隕石の冷却速度からは、もし分化した天体のコアで鉄がこれまで仮定されてきたように等温的に冷却したとすれば、こうした天体は直径5〜200 kmであったと考えられる。しかしこの考え方は、ある種のグループ、とりわけグループIVAで観測された多様な冷却速度と矛盾するが、計測に大きな不確実性があるため、否定されてはいない。本論文では、グループIVAの鉄隕石の冷却速度が100〜6,000 K Myr -1の範囲で変動し、Niのバルク濃度の減少に伴って増加することを報告する。冷却速度モデルの改善、さらに小さく抑えられた誤差、および独立した冷却速度指標から得られた新しいデータは、これまでの解釈がもはや有効でないことを明らかにしている。我々の結果では、グループIVA隕石は、断熱するマントルをもたない直径300 kmの金属の天体中で冷却されたと考えなければならない。この天体はおそらく、月から火星程度の大きさをもつ原始惑星の間で起こった「当て逃げ」衝突によって、およそ4,500 Myr前に形成されたと考えられる。このことは、理論によって示されているように、およそ103 kmの大きさの原始惑星が、太陽系形成後の最初の1.5 Myr以内に降着し、これらの天体の破片が小惑星として生き残ったことを示している。

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