Origin and formation process of cosmic dust

Abstract

Cosmic dust is extraterrestrial particles approximately 100 micrometer or smaller in size and has been collected from deep sea sediments (e.g., Murray and Renard, 1881; Yada et al., 1996), the stratosphere (e.g., CDPET, 1981-94; Warren and Zolensky, 1994), and the South and North Pole regions (e.g., Maurette et al., 1986, 1987; Nakamura et al., 1999) where accumulation rates of terrestrial particulate are very low. They have a wide range of parental sources such as asteroids, comets, Mars, and Moon, as well as interstellar streams of dust (e.g., Taylor et al., 1996), and dominate the mass being accreted to the earth (Love and Brownlee, 1993). It is believed that cosmic dusts are a relatively unbiased sampling of the submillimeter sized meteoroids that traverse the inner solar system. Thus they should provide valuable information that cannot be derived from meteorites. But their extremely small size makes it very difficult to obtain traceelement and crystallographic signatures for the interpretation of their origin and formation process. This group has utilized extremely strong X-rays generated from Synchrotron Radiation (SR) for trace element and diffraction analyses of cosmic dust (e.g., Nozaki et al., 1999). The strong X-rays induce strong X-Ray Fluorescence (XRF) and diffraction of individual small cosmic dust, which enables to infer the origin of cosmic dust more deeply than ever.

宇宙塵は大きさが約100マイクロメートル以下の地球外粒子であり、地球微粒子の集積速度が極めて低い所である深海堆積物(例えば、Murry and Renard, 1881、矢田ほか1996)、成層圏(例えば、CDPET, 1981-94、Warren and Zolensky, 1994)および南極および北極域(例えば、Mauretteほか1986,1987、中村ほか1999)から採取された。宇宙塵は小惑星、彗星、火星および月、ならびに宇宙塵の星間流(例えば、Taylorほか1996)などの広範囲の本源を持ち、地球に降り注ぐ質量(Love and Brownlee、1993)の大半を占めている。宇宙塵は太陽系内を通過するサブミリメートル規模の流星体の相対的不偏な抽出試料であると考えられている。宇宙塵は隕石からでは導き出すことが不可能な貴重な情報を与えてくれる。しかし、宇宙塵の大きさが極端に小さく、宇宙塵の起源や形成過程の解釈のための微量元素や結晶学的特徴を入手するのを困難にしている。当研究グループは、宇宙塵の微量元素および回折解析に対してシンクロトロン放射(SR)から発生した極めて強力なX線を利用した(例えば、野崎ほか、1999)。強力なX線は強力なX線蛍光(XRF)と個々の微小宇宙塵の回折を誘発し、今まで以上により深く宇宙塵の起源を推論することを可能にする。