月ほどの大きさを持つ失われた惑星がサハラの隕石にその化学的痕跡を残した

地球でカタログ化された8万種以上の隕石のうち、アングライトと呼ばれる族に属するものはわずか68個に過ぎない。それらを特別にしているのは希少性だけではない——化学組成だ。地球や火星を含む内太陽系のほとんどの岩石質物質を構成するケイ素がほとんど含まれていないのだ。アングライトの起源は数十年間にわたって未解明のままだった。その一つ——2019年にサハラ砂漠で回収されたNWA 12774と呼ばれる標本——の新たな分析が、これまでで最も明確な答えをもたらした。それは現在もはや存在しない、地球の月とほぼ同じ大きさの世界の内部から来たものだったのだ。

NWA 12774の内部の鉱物結晶は、既知の小惑星では不可能な圧力下でしか形成できなかった。コロラド大学ボルダー校の地球科学者アーロン・ベルが率いる研究チームは、隕石のアルミニウム豊富な輝石結晶の形成に少なくとも17.5キロバールの圧力が必要だったと計算した。地球の海洋で最も深いマリアナ海溝の底は約1キロバールの圧力を生み出す。NWA 12774に記録された条件を生み出したのは海溝ではなく——惑星だった。

消えた世界をどのように測定したか

ベルのチームが用いた技術は地圧測定法（ジオバロメトリー）と呼ばれる——鉱物の化学組成をそれが結晶化した際の圧力の記録として読み取る手法だ。輝石は形成深度に応じてアルミニウム含有量を予測可能な形で変化させる。アルミニウムが多いほど圧力が高い。NWA 12774の正確な鉱物比率を分析し、それを生み出すのに必要な圧力条件をモデル化することで、研究者たちは形成深度を再構築し、そこからその天体の最小サイズを割り出した。

結晶化は17.5キロバールを生み出すのに十分な深さで起きなければならなかった。少なくとも1,000キロメートルの半径を持つ天体だけが、自らの重力によってそうした内部圧力を生み出せる。NWA 12774の結晶が鋭いエッジと無傷の化学勾配を保持していたという事実は、隕石がそのような天体の浅い層で形成されたことを示しており、惑星の総サイズはさらに大きかったことを意味する。研究では半径が最大1,800キロメートルに達する可能性があると推定している。

アングライトが化学的に他と全く異なる理由

アングライトは既知のいかなる惑星系統樹にも当てはまらない。地球、火星、月は初期太陽系星雲の同じ大まかな領域からの形成と一致する、概ねケイ素に富んだ化学組成を共有している。アングライトにはそのケイ素がほとんどない。ベルが研究で述べたように、アングライトの親天体を形成した物質は地球と火星の構成要素とは根本的に異なる。その化学的特徴は、太陽系物質の独自のリザーバーから集まった天体を示している。

比較のために言えば、アングライトの親天体は月とほぼ同等の体積を持っていたが、現在の太陽系に明らかな後継者を持たない化学組成でできていた。

それはどのくらいの大きさだったのか——そしてどこへ消えたのか

推定半径1,000〜1,800 kmはアングライトの親天体を、冥王星（約1,190 km）や地球の月（約1,737 km）と同じサイズ範囲に位置づける。火星の3,300 kmよりはるかに小さいが、小惑星として分類するには大きすぎる。この大きさの天体は分化した内部を発達させていたはずだ：金属核、マントル、地殻——完全な惑星胚だ。

何が破壊したかは確認されていない。最も妥当な説明は、初期太陽系の激しい爆撃期における壊滅的な衝突だ。「かつてこれほど大きな世界が存在したと思うと信じられない」とベルは語った。「いくつかの破片が偶然地球に落下したから存在したことがわかるだけだ。」

この研究が解決しないこと

研究は最小サイズを確立するものであって、確認された直径や内部モデルではない。17.5キロバールの下限はNWA 12774で観察されたアルミニウム含有量の閾値から来ている。実際の親天体はより大きかった可能性がある。また論文は、アングライトの親天体が太陽系星雲のどこで元々形成されたかを特定せず、そのケイ素に乏しい化学組成が異なる形成領域を反映するのか、降着後の変化を反映するのかも解明していない。

失われた原始惑星についてよくある質問

アングライト隕石とは何ですか？

アングライトは最も希少で古い隕石の種類のひとつで、80,000以上のカタログ済み標本の中でわずか68個しか知られていない。太陽の誕生から数百万年以内に形成され、既知のいかなる生き残り惑星にも一致しない化学組成を持つ。NWA 12774は親天体のサイズについて最も強力な推定を提供している。

もはや存在しない惑星の大きさをどのように計算するのですか？

技術はジオバロメトリーと呼ばれる。輝石を含む特定の鉱物は、結晶化した際の圧力に応じて化学組成を変える。隕石サンプルのその組成を測定し、較正された標準と比較することで、科学者は最小形成圧力を計算し、そこから最小惑星サイズを算出できる。

この失われた原始惑星の物質は今日の地球内部に存在するかもしれないのですか？

可能性はある。太陽系の激動の初期段階には、破壊された惑星胚からの物質が成長する地球型惑星に定期的に組み込まれていた。地球の全体的な組成には、もはや独立した天体として存在しない世界からの貢献が含まれている可能性が高い。

アングライトの親天体のような未知の原始惑星は他にもあるのですか？

ほぼ確実にある。惑星形成モデルは、初期内太陽系で数十の胚が物質を奪い合っていたと予測する。4つの岩石惑星はその生き残りだ。ベルは、多くの未分析の隕石が他の失われた世界の痕跡を持つ可能性があると指摘した。

残りのアングライトコレクションのジオバロメトリー分析が全てが単一の親天体を共有することを確認すれば、初期内太陽系がどれだけの月〜火星規模の胚を生み出したかを制約することになる。

Reference: Bell et al., “High-pressure clinopyroxene in Northwest Africa 12774 and new geobarometric evidence for a planetary embryo-sized angrite parent body,” Earth and Planetary Science Letters, 2026. DOI: 10.1016/j.epsl.2026.120029

タグ: 天文学, Aaron Bell, angrite, geobarometry, NWA 12774, protoplanet