軽元素及び重元素同位体イメージングが切り拓く新しい太陽系起源物質の評価方法

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太陽系はいかにしてハビタビリティー（生物存在可能性）を獲得できたのか？この未踏課題に初めて答えを与えるのが銀河内での太陽系の大移動モデル（銀河大移動論）である．このモデルの検証には46億年前に太陽系が銀河内のどの場所、環境で誕生したかを物質化学的に調べる必要がある．その目的に最適な試料は、始源的な隕石に普遍的に含まれる微粒子集合体中の太陽系形成以前の星屑である．しかし、この微粒子は、その小さなサイズにくわえ、存在頻度が非常に低い（1-10ppm以下)ため、これまで誰も十分な数の粒子から物質科学的な情報を引き出すことができなかった．そこで本研究では、隕石中の膨大な数の粒子集合体から、星屑の微粒子を世界最高性能の超高感度元素・同位体イメージング分析手法を適用し、太陽系形成以前の情報を保持する微粒子から元素・同位体情報を引き出す．R4年度は、従来の二次イオン質量分析計に付属した同位体イメージング検出部の感度向上を目指し、超高感度なCMOSカメラを導入し、光子1個から測定可能な低バックグラウンドな環境下で測定可能であることを評価することに成功した．その結果、これまでの定量イメージングにおけるダイナミックレンジ2-3桁から3-4桁と大幅に向上し、露光時間1msから10分までの定量性を評価することに成功した．分担者平田と開発した隕石マトリクス中の超微粒子の一粒一粒の元素及び同位体情報をICP-TOF、MC-ICP-MS分析により明らかにし、現在論文投稿中である．分担者辻本は、星の移動を考慮した銀河化学進化に関する論文を報告した．また、 はやぶさ2により持ち帰られたRyuguリターンサンプル試料の化学分析班員として参加し、太陽系の始原物質の化学的評価を行うことに成功した．