惑星のパズル:初期太陽系を構成する微惑星の衝突過程を解明(Patchwork planets: Piecing together the early solar system)

2025-10-01 イェール大学

Web要約 の発言:
イェール大学のグレワル准教授らの研究により、太陽系初期の惑星形成は“衝突と再構成”を繰り返す動的過程だったことが示された。鉄隕石データとシミュレーションから、太陽系誕生後わずか100~200万年で金属核を持つ微惑星が高エネルギー衝突により破壊・再集合し、再構成された断片が新たな惑星を形成したと推定。この過程が各惑星の元素組成を決定づけたという。地球を含む惑星は「リサイクルされた破片」でできており、従来の単純な核形成モデルを覆す成果となった。研究は『Science Advances』誌に掲載された。

<関連情報>

長期にわたる核形成と衝突による破壊が太陽系外縁部の初期の微惑星を形成した Protracted core formation and impact disruptions shaped the earliest outer Solar System planetesimals

Damanveer S. Grewal, Zhongtian Zhang, Varun Manilal, Thomas S. Kruijer, […] , and Sarah T. Stewart
Science Advances  Published:1 Oct 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adw1668

惑星のパズル:初期太陽系を構成する微惑星の衝突過程を解明(Patchwork planets: Piecing together the early solar system)

Abstract

The distinct compositions of metallic cores from noncarbonaceous (NC) and carbonaceous (CC) iron meteorite parent bodies (IMPBs) reflect differences in accretion and differentiation histories of earliest inner and outer Solar System planetesimals. Compared to NC IMPBs, CC IMPBs have smaller, sulfur (S)–poor, highly siderophile element (HSE)–enriched cores and younger core formation ages. However, the origins of these differences remain debated. Using equilibrium partitioning models between the S-poor solid and the S-rich liquid metal, we argue that HSE enrichment in IID, IIF, IIIF, and IVB cores resulted from a multistage evolutionary sequence: (i) segregation of S-rich, HSE-depleted protocores during initial planetesimal heating; (ii) collisional disruption before S-poor metal segregation; (iii) reaccretion of mantle fragments into daughter planetesimals; and (iv) further 26Al-driven heating producing HSE-enriched, S-poor cores. We suggest that iron meteorites from these CC IMPBs originate from such second-generation cores. Accounting for “missing” S-rich protocores helps reconcile several NC-CC IMPB differences and highlights the role of early collisional processing in shaping planetesimal chemical evolution.

1702地球物理及び地球化学
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