太陽系は最初の天体形成で「氷」より「火」を選んだ(From the start, the solar system chose fire over ice to build its first bodies)

2026-09-18 イェール大学

太陽系形成初期の固体天体が、氷を含む微細なダスト(マトリックス)よりも、加熱によって形成されたミリメートル級の岩石粒子「コンドリュール」を選択的に取り込んでいたことを、イェール大学主導の研究チームが地球化学的に示した。研究は『Nature Astronomy』に掲載された。従来、この選別過程が確認されていたのは太陽系形成から約200万~400万年後の天体だったが、今回、最初の100万年以内からすでに起きていた証拠が得られた。研究者は、後に放射性アルミニウム26によって完全に溶融した外太陽系由来の鉄隕石を分析し、マトリックスの割合を示す硫黄濃度と鉄の酸化状態という2種類の化学指標から元の組成を復元。その結果、初期の微惑星はコンドリュールを83~92%含み、マトリックスはわずか8~17%だったと推定された。これは、太陽系最初期の天体形成段階から、物質の空気力学的選別が働いていたことを示す。

太陽系は最初の天体形成で「氷」より「火」を選んだ(From the start, the solar system chose fire over ice to build its first bodies)
This artist’s concept shows a very young star encircled by a disk of gas and dust, the raw materials from which rocky planets such as Earth are thought to form. Credit: NASA/JPL

<関連情報>

微惑星の組成は、太陽系形成の初期から空気力学的選別によって支配されてきた Planetesimal compositions governed by aerodynamic sorting from the onset of Solar System formation

Damanveer S. Grewal, Zhongtian Zhang & Joanna Drążkowska
Nature Astronomy  Published:18 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-026-02976-6

Abstract

Carbonaceous (CC) chondrites from the outer Solar System are mixtures of fine-grained, volatile-rich matrix and thermally sintered, volatile-poor chondrules. Among CC chondrite parent bodies that accreted ~2–4 million years after calcium–aluminium-rich inclusions (CAIs), matrix fraction increases with accretion time, consistent with aerodynamic sorting in the protoplanetary disk. Whether this process operated during the earliest planetesimal accretion (<1–2 Ma) remains unknown. Here we use two independent chemical proxies, bulk sulfur content and iron valence state, which track moderately volatile element inventory and the combined abundance of water–ice and pre-accretionary oxidized silicate precursors, respectively, to constrain matrix mass fractions in CC iron meteorite parent bodies—the earliest outer Solar System planetesimals. Both proxies show that CC iron meteorite parent bodies accreted systematically less matrix than CC chondrite parent bodies, corresponding to matrix mass fractions of only 0.08–0.17. These results extend the matrix-accretion time correlation to the Solar System’s earliest epoch, establishing aerodynamic sorting as a fundamental control on planetesimal compositions and requiring that chondrule formation was widespread from the onset of Solar System formation.

1702地球物理及び地球化学
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