サッターズミル隕石 （サッターズミルいんせき、英 : Sutter's Mill meteorite ）は、2012年 4月22日 にアメリカ ・カリフォルニア州 に落下した炭素質コンドライト である。一般的な炭素質コンドライトとは異なり、変成 度合が様々な砕屑物 が堆積 し固着したレゴリス 角礫岩（ブレッチャ） で、その中に細かい捕獲岩 を含んでいる。地上に到達し回収された隕石 としては、過去最高の速さ で大気圏 に突入した。隕石の落下から、最初の破片の回収までも非常に早かったため、太陽系 研究において貴重な試料となっている[ 3] [ 4]
最初の隕石が発見された、カリフォルニア州 ヘニングセン・ロータス・パーク。 2012年4月22日午前7時51分10秒から30秒（太平洋夏時間 ）にかけて、ネバダ州 とカリフォルニア州で、日中でもみえる明るい火球 が、東から西へ流れるのが目撃された[ 2] [ 注 1] タホ湖 周辺の広い範囲で轟音が聞こえ、突風で車は揺れ家の窓はガタついた[ 3] 低周波音 の衝撃が検出され、目撃者の中にも、火球の破裂音や風切り音を聞き、溶接 のような臭気を感じた者が居た[ 3] [ 2] 米国立気候データセンター （英語版 ） ドップラー気象レーダー 観測網“NEXRAD ”のビール空軍基地 、カリフォルニア州サクラメント 、ネバダ州リノ のレーダーが、火球のドップラー偏移 を捉えており、そのデータ分析から、流星 の残骸がサッターズミル （英語版 ） [ 6] [ 2]
予想落下地点特定後の4月24日 、カリフォルニア州コロマ （英語版 ） 隕石ハンター のロバート・ウォード (Robert Ward) が最初の隕石片（重さ 5.5グラム ）を発見した。同日、SETI研究所 ／エイムズ研究センター の天文学者 ピーター・ジェニスケンス （英語版 ） 雨 が降り、降雨にさらされる前に回収された隕石片はこの3つであった[ 2] [ 3]
最初の降雨があった後も、隕石捜索は精力的に行われ、数ヶ月にわたり続けられた。大勢の有志が捜索に加わり、地元住民も協力して、私有地内の捜索も行われた。ジェニスケンスら科学者 は、この隕石の捜索・分析に当たるための共同体を立ち上げる一方、コロマのマーシャル・ゴールド・ディスカヴァリー州立歴史公園 （英語版 ） [ 3] [ 4] [ 2]
隕石片の中に、1848年にジェームズ・マーシャル が金 を発見しカリフォルニア・ゴールドラッシュ の震源地となった場所で、現在州立歴史公園内に位置するサッターズミルで回収されたものがあることから、これらの隕石は「サッターズミル隕石」と名付けられている[ 4] [ 3] ウェブページ に記録している[ 3] [ 2] [ 7]
包括的核実験禁止条約機関準備委員会 が整備した国際監視制度によって設置された、カリフォルニア州ピニョン・フラット (Piñon Flat) とワシントン州 ニューポート （英語版 ） エネルギー は、TNT換算 でおよそ4キロトン と推定された[ 6] [ 3] [ 8]
サッターズミルの火球は、リノで流星痕 がはっきりと写った写真が撮影され、タホ湖などで撮影された動画と合わせて、爆発した高度 と落下速度 が計算され、爆発した高度はおよそ48キロメートル 、大気圏突入の速さは秒速 約28.6キロメートルと求められた。これらはいずれも記録的な高さで、特に速さは隕石が回収された流星として記録に残るものでは最も速いものであった。大気圏突入前の流星体 の大きさは、直径 3メートル 程度と見積もられている[ 6] [ 3] [ 9]
大気中での軌道 から、大気圏突入前の流星体の軌道を推定すると、木星族彗星 と同じような軌道をとって飛来したと考えられる。また、母天体は木星 と3:1の共鳴軌道 に近い軌道を公転 していたとみられる[ 6] [ 3] おうし座流星群 の流星物質の軌道と整合し、おうし座流星群の母天体であるエンケ彗星 が、サッターズミル隕石の母天体でもある可能性が取り沙汰されているが、化学的に両者が結び付く証拠はみつかっていない[ 10]
隕石中に含まれる希ガス の同位体 分析や、宇宙線 生成放射性核種 の組成分析から、サッターズミル隕石の流星体は、母天体を離脱して5万年 から9万年程経過しているとみられ、これは、サッターズミル隕石に化学グループが最も近いCMコンドライト の宇宙線照射年代 とすれば特に短いものの一つである[ 11] [ 12] [ 13]
サッターズミル隕石は、最初の破片が回収されて間もなく、外観から炭素質コンドライトと判断された。試料の分析が始まると、その中でも珍しい化学グループCM（ミゲイ隕石型）のコンドライトであり、変成を受けていない太陽系黎明期の物質が、多く含まれていることが示された。更に、多くの隕石片が回収されるにつれて、サッターズミル隕石がただのCM炭素質コンドライトではないことが明らかになった。隕石片によって、水質変成や熱変成の度合いが様々であり、二つと同じものがなく、CMでないコンドライトも含まれていた。このことからサッターズミル隕石は、異なる分類の小惑星 が衝突によって破壊され、砕けた細粒が母天体上で堆積し、続成作用 で固結してできたレゴリス角礫岩（ブレッチャ）と考えられる[ 6] [ 3] [ 4]
降雨前に回収された試料の中にみられた捕獲岩には、珍しいオルダム鉱 （英語版 ） 硫化カルシウム 鉱物 ）の結晶 がみつかっている。オルダム鉱は、呼気の水分でさえ消滅しかねない、とても反応しやすい物質で、それまで炭素質コンドライトから検出された例はなかった。これは、過去の天体衝突 の際に、エンスタタイト・コンドライト との衝突があって取り込まれたものとみられる[ 6] [ 4] [ 3] ダイヤモンド とみられる比較的大きな粒子もみつかっている[ 14] [ 4] [ 1] アミノ酸 やオルダム鉱、そしてダイヤモンドと形成される環境が明らかに異なる物質の混在は、サッターズミル隕石が複雑な過程を経てきた証拠といえる[ 4]
別の鉱物学 的特徴からも、角礫岩化の特徴が示される。希ガス同位体の分析から推定した熱変成の温度は摂氏 350度 以下なのに対し、Fe -Ni 金属 にニッケル過剰なものがみられることからは摂氏500度以上に加熱されたことが示唆される。これは、異なる過程を経た岩石 の貼り合わせが起きたことの証拠とみられる。また、隕石のかなりの部分を占める粘土 状（非晶質 ）物質の熱重量測定分析 によれば、粘土状物質は部分的に脱水 されていることが示され、これも母天体で摂氏500度くらいまで加熱されたことを示唆する。このように、分析手法や、分析対象となる隕石片の違いで、熱変成の温度にも違いがみられることから、異なる熱変成過程を経た岩石が貼り合わされたと考えられる[ 11] [ 15] [ 16]
更に、赤外線 顕微鏡写真で有機物 の空間分布を調べると、ケイ酸塩 に対する脂肪族化合物 の分布が隕石片によって異なり、鉱物の赤外線 スペクトル を調べると、隕石片ごと、また隕石内の粒子 ごとにも異なる特徴を示し、特にコンドリュール の主な成分であるカンラン石 の成分が、隕石片によって非常に強いものと弱いものとがあるため、異なる過程を経た岩石が混ざっているのは確実とみられる[ 17] [ 18]
サッターズミル隕石片でドロマイト 岩脈の断面を分析したところ、サッターズミル隕石中のドロマイトの水質変成は、その場所、つまり母天体の形成初期に天体内で起きたもので、原始太陽系星雲 で起きたものではないことが示唆される。また、ドロマイト粒子中のマンガン同位体 の放射性崩壊 を利用したマンガン ・クロム 年代測定 によると、サッターズミル隕石中のドロマイト形成年代は、太陽系誕生からおよそ240万から500万年後と推定され、これはほかのCMコンドライトの炭酸塩 を調べて報告された年代と整合する[ 19]
始原的な炭素質コンドライトであるサッターズミル隕石は、太陽系誕生時、或いはそれ以前の様相をとどめる化学的特徴を示す[ 4]
原始太陽系星雲の時代に取り込まれたとみられるアルゴン 、クリプトン 、キセノン などの希ガスの濃度は、ほかのCM炭素質コンドライトのものとよく一致している[ 13] クロム同位体 の54 Crは、地球 における同位体比と比較して明らかな超過を示し、その度合は代表的なCM2コンドライトであるマーチソン隕石 とよく似ていて、サッターズミル隕石もマーチソン隕石も、その母天体は原始太陽系星雲の中で同じ前駆物質から形成されたのではないかと考えられる。一方で、サッターズミル隕石に独特の特徴もあり、54 Crのケイ酸塩相における超過は、マーチソン隕石の倍近い高さである[ 20]
また、太陽系形成前から存在するプレソーラー粒子も同定されており、炭素 同位体異常をもつ粒子が37、酸素 同位体異常をもつ粒子が1つ、みつかっている。炭素質の粒子は多くが炭化ケイ素 (SiC) で、酸素質の粒子は酸化アルミニウム (Al2 O3 ) であった。一方、ケイ酸塩のプレソーラー粒子はみつかっておらず、母天体の中で水質変成を受けたとみられる[ 21]
多くの始原的太陽系物質中に認められる不溶性 有機物からなるナノ サイズ球体、有機ナノグロビュールが、サッターズミル隕石からも検出されている[ 22] X線吸収端近傍構造 スペクトルの分析から、有機ナノグロビュールにおける不溶性有機物の組成を調べると、ほかのCMコンドライトにみられるものと似ていた[ 14] 透過型電子顕微鏡 で構造を調べると、サッターズミル隕石の有機ナノグロビュールは、無水鉱物マトリックス （隙間を充填する膠結物質）の中でだけ観察され、ほとんどの有機ナノグロビュールにみられる空洞がないものが多かった。これは、母天体上であまり変成を受けずに保存されていたものと考えられる[ 22]
また、熱水処理によって不溶性有機物から可溶性・水溶性 の有機化合物分子 を抽出したところ、酸素を含む芳香族化合物 に加え、それまで隕石からはみつかったことがなかった複雑なアルキル カルボン酸 などが検出された。熱水処理は、火口 ・熱水噴出孔 や衝突クレーター といった地球初期の極限環境を疑似的に再現する過程でもあり、それを通じて複雑かつ多様な有機物が得られたことは、地球における有機分子の進化に、炭素質隕石の降着 がそれまで考えられていたよりもはるかに大きな恩恵をもたらした可能性を示す[ 23] [ 24] ジカルボン酸 を探したところ、炭素が鎖状に3つから14個つながった分子が検出された。但し、集積率は低く、全て1グラム当たり10ナノ モル 未満である。これらの分子の分布は、無生物由来であることを示し、マーチソン隕石や、サッターズミル隕石と同様無垢で分類の難しい炭素質コンドライトであるタギシュ・レイク隕石 などとは全く異なる[ 15]
サッターズミル隕石は、気象レーダーに目撃情報、地震計 などのデータを組み合わせ、落下から数時間 でおおよその落下地点が特定され、落下から2日 という早さで最初の隕石片が回収された。科学者による共同体の立ち上げや、回収された試料の科学分析の用意も迅速であり、また、その後数ヶ月続いた回収活動において有志、地元住民との協力がうまくいった。これらの一連の過程は、隕石の落下に際しての対応として、その時点で最も理想的といえるもので、後の隕石回収において手本となるものであった。同様の手法を世界中で適用することができれば、科学的に価値の高い、地球環境による汚染の少ない隕石の試料を大幅に増やすことができ、たいへん有益である[ 25]
サッターズミル隕石は、落下から最初の隕石片回収までが早く、数ヶ月にわたり回収が続けられたため、地球環境による試料の汚染度合にも多様性があり、隕石本来の性質を知る上で、地球環境による汚染がいかに深刻で、迅速な回収が重要かを改めて証明するものになっている[ 25] [ 4] 光学異性体 比や、細菌 の影響、あるいはレニウム -オスミウム 比などに、明らかな差異がみられ、雨水の影響の大きさを示す[ 26] [ 27] [ 28] タンパク質 構成アミノ酸における光学異性体比は、降雨前に回収された試料であっても、地球のアミノ酸による汚染は受けていることを示している[ 26]
サッターズミル隕石のような炭素質コンドライトの由来となるC型小惑星 は、小惑星探査機 はやぶさ2 やOSIRIS-REx がサンプルリターン の目標とする小惑星と同種であり、サッターズミル隕石はこれらの探査機が持ち帰る試料について事前に垣間見ることができ、実際に持ち帰った試料の分析に備えるための、格好の素材となっている[ 29] [ 30]
回収された隕石標本のうち主なものは、エイムズ研究センター、アリゾナ州立大学 、フィールド自然史博物館 、アリゾナ大学 月惑星研究所、ニューメキシコ大学 などが保管している[ 2]
^ a b “NASA Scientists Find Diamonds and Other Treasures in Gold Rush Meteorite ”. NASA (2014年11月7日). 2019年10月2日 閲覧。
^ a b c d e f g h i j k l m Ruzicka, Alex; Grossman, Jeffrey N.; Garvie, Laurence (2014), “The Meteoritical Bulletin, No. 100, 2014 June” (PDF), Meteoritics & Planetary Science : E1-E101, https://www.lpi.usra.edu/meteor/docs/mb100.pdf
^ a b c d e f g h i j k l m Jenniskens, Peter (2014-11), “The Sutter's Mill Fall”, Meteoritics & Planetary Science 49 : 1987-1988, Bibcode : 2014M&PS...49.1987J , doi :10.1111/maps.12343
^ a b c d e f g h i Underwood, Emily (2012-12-21), Science 338 (6114): 1521, Bibcode : 2012Sci...338.1521U , doi :10.1126/science.338.6114.1521
^ Byrd, Deborah (2012年4月24日). “Booms and fireball over California and Nevada on April 22, 2012 caused by large asteroid ”. EarthSky . 2019年10月2日 閲覧。 ^ a b c d e f Jenniskens, Peter; et al. (2012-12-21), “Radar-Enabled Recovery of the Sutter’s Mill Meteorite, a Carbonaceous Chondrite Regolith Breccia”, Science 338 (6114): 1583-1587, Bibcode : 2012Sci...338.1583J , doi :10.1126/science.1227163
^ Jenniskens, Peter. “The Impact and Recovery of the Sutter's Mill Meteorite ”. SETI Institute . 2019年9月10日 閲覧。 ^ “CTBTO World Map ”. CTBTO. 2019年10月1日 閲覧。 ^ Summers, Becky (2012-12-20), “US meteorite was fastest on record” , Nature doi :10.1038/nature.2012.12095 , http://www.nature.com/news/us-meteorite-was-fastest-on-record-1.12095 ^ Tubiana, C.; et al. (2015-12), “2P/Encke, the Taurid complex NEOs and the Maribo and Sutter's Mill meteorites”, Astronomy & Astrophysics 584 : A97, Bibcode : 2015A&A...584A..97T , doi :10.1051/0004-6361/201425512 ^ a b Okazaki, Ryuji; Nagao, Keisuke (2017-04), “Primordial and cosmogenic noble gases in the Sutter's Mill CM chondrite”, Meteoritics & Planetary Science 52 (4): 669-689, Bibcode : 2017M&PS...52..669O , doi :10.1111/maps.12819
^ Nishiizumi, K.; et al. (2014-11), “Exposure history of the Sutter's Mill carbonaceous chondrite”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2056-2063, Bibcode : 2014M&PS...49.2056N , doi :10.1111/maps.12297 ^ a b “2012年4月に米国に落下した隕石は、約5万年前に母天体から放出された -九大 ”. マイナビニュース マイナビ (2012年12月21日). 2019年9月10日 閲覧。
^ a b Kebukawa, Yoko; et al. (2014-11), “Diamond xenolith and matrix organic matter in the Sutter's Mill meteorite measured by C-XANES”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2095-2103, Bibcode : 2014M&PS...49.2095K , doi :10.1111/maps.12312
^ a b Pizzarello, Sandra; Garvie, Laurence A. J. (2014-11), “Sutter's Mill dicarboxylic acids as possible tracers of parent-body alteration processes”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2087-2094, Bibcode : 2014M&PS...49.2087P , doi :10.1111/maps.12264
^ Zolensky, Michael; et al. (2014-11), “Mineralogy and petrography of C asteroid regolith: The Sutter's Mill CM meteorite”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 1997-2016, Bibcode : 2014M&PS...49.1997Z , doi :10.1111/maps.12386 ^ Yesiltas, Mehmet; et al. (2014-11), “Infrared imaging spectroscopy with micron resolution of Sutter's Mill meteorite grains”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2027-2037, Bibcode : 2014M&PS...49.2027Y , doi :10.1111/maps.12321 ^ Beck, P.; et al. (2014-11), “The secondary history of Sutter's Mill CM carbonaceous chondrite based on water abundance and the structure of its organic matter from two clasts”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2064-2073, Bibcode : 2014M&PS...49.2064B , doi :10.1111/maps.12273 ^ Jilly, Christine E.; et al. (2014-11), “53 Mn-53 Cr dating of aqueously formed carbonates in the CM2 lithology of the Sutter's Mill carbonaceous chondrite”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2104-2117, Bibcode : 2014M&PS...49.2104J , doi :10.1111/maps.12305 ^ Yamakawa, Akane; Yin, Qing-Zhu (2014-11), “Chromium isotopic systematics of the Sutter's Mill carbonaceous chondrite: Implications for isotopic heterogeneities of the early solar system”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2118-2127, Bibcode : 2014M&PS...49.2118Y , doi :10.1111/maps.12346 ^ Zhao, Xuchao; et al. (2014-11), “Presolar grains in the CM2 chondrite Sutter's Mill”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2038-2046, Bibcode : 2014M&PS...49.2038Z , doi :10.1111/maps.12289 ^ a b 中村圭子「始原天体有機物研究の今とこれから III. 有機ナノグロビュール」『日本惑星科学会 誌 遊・星・人』第23巻、第2号、92-102頁、2014年6月25日。doi :10.14909/yuseijin.23.2_92 。
^ Pizzarello, Sandra; et al. (2013-09), “Processing of meteoritic organic materials as a possible analog of early molecular evolution in planetary environments”, Proceedings of the National Academy of Sciences 110 (39): 15614-15619, Bibcode : 2013PNAS..11015614P , doi :10.1073/pnas.1309113110 ^ Shubber, Kadhim (2013年9月13日). “生命誕生のヒント？：新隕石に多様な有機物 ”. WIRED.jp . WIRED . 2019年9月10日 閲覧。 ^ a b Fries, Marc; et al. (2014-11), “Detection and rapid recovery of the Sutter's Mill meteorite fall as a model for future recoveries worldwide”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 1989-1996, Bibcode : 2014M&PS...49.1989F , doi :10.1111/maps.12249
^ a b Burton, Aaron S.; et a. (2014-11), “The amino acid composition of the Sutter's Mill CM2 carbonaceous chondrite”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2074-2086, Bibcode : 2014M&PS...49.2074B , doi :10.1111/maps.12281
^ Nuevo, Michel; et al. (2014-11), “Mid-infrared study of stones from the Sutter's Mill meteorite”, Meteoritics & Planetary Science 49 (11): 2017-2026, Bibcode : 2014M&PS...49.2017N , doi :10.1111/maps.12269 ^ Walker, Richard J.; Yin, Qing-Zhu; Heck, Philipp R. (2018-07), “Rapid effects of terrestrial alteration on highly siderophile elements in the Sutter's Mill meteorite”, Meteoritics & Planetary Science 53 (7): 1500-1506, Bibcode : 2018M&PS...53.1500W , doi :10.1111/maps.13102 ^ Jenvey, Karen (2012年12月20日). “NASA Researchers Strike Scientific Gold With Meteorite ”. NASA. 2019年10月2日 閲覧。 ^ “Science paper: The Sutter's Mill Meteorite ”. Field Museum (2012年12月22日). 2019年10月2日 閲覧。
