「オウムアムアは彗星でも小惑星でもなかった...それで何だったのか?」

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まるで事故現場から逃げ出すひき逃げ運転手のように、オウムアムアとして知られる恒星間天体は太陽系から飛び出し、その後に混乱を残して去った。初期の観測では、小惑星、つまり火星と木星の間を周回する岩石によく似た乾燥した岩石であると示唆されていた。しかし、この夏までに天文学者たちは、オウムアムアは彗星、つまりはるか彼方の惑星系の果てしなく遠く離れた場所から打ち上げられた氷の天体であるという結論にほぼ同意した。

クアンタマガジン

オリジナルストーリーは、数学、物理科学、生命科学の研究の進展や動向を取り上げることで科学に対する一般の理解を深めることを使命とする、シモンズ財団の編集上独立した出版物であるQuanta Magazineから許可を得て転載されました。

新たな分析により、この結論に矛盾が見つかり、オウムアムアは実際には彗星ではない可能性が示唆されました。彗星であろうと小惑星であろうと、一つ確かなことがあります。オウムアムアはこれまで見られたどの天体とも全く異なるということです。

この天体は、ハワイのパンスターズ望遠鏡を使った科学者たちによって1年前に初めて発見されました。オウムアムア（ハワイ語で「斥候」を意味する）は、当初は岩だらけで細長い小惑星、ずんぐりとした宇宙の葉巻のような姿でした。

他の天文学者たちもすぐにこの探査に加わり、できる限りのあらゆる測定を行いました。（あるチームは、オウムアムアが地球外からの電波を送信しているかどうかを確認するために、電波望遠鏡をオウムアムアに向けました。しかし、送信されていませんでした。）昨年12月までに、ある天文学者チームがオウムアムアの電磁スペクトルを発表しました。これは、天体の組成を調べるのに利用できます。研究者たちは、太陽系の彗星に見られるものと似た有機物を含む氷がオウムアムアの地表直下に潜んでいることを発見しました。この氷は、長い星間旅を生き延びてきた可能性があります。

彼らはまた、オウムアムアの自転も調べた。多くの小惑星は、巧みに投げられたフットボールのように、長軸を中心に回転する傾向がある。対照的に、オウムアムアはチャーリー・ブラウンのパスミスのようにわずかに回転していた。

オウムアムアの太陽系を巡る旅を描いたアニメーション。ESO

数か月後、別の共同研究チームが、オウムアムアは太陽の重力に引っ張られているだけではないことを発見しました。実際には、目に見えない力によってわずかに加速されており、これは彗星の「ガス放出」がスラスターのように作用しているためにしか考えられないと彼らは主張しました。この追加情報により、この謎は解決したかに見えました。「恒星間小惑星は実際には彗星である」と、欧州宇宙機関（ESA）が発表したプレスリリースの見出しは記されていました。

この説明は、私たちの太陽系に関する知識と一致しているように思えた。海王星の彼方の遥か彼方では、無数の彗星が太陽の周りを周回している。これらの彗星が惑星に近づきすぎると、銀河系へと放出される可能性がある。対照的に、小惑星帯には小惑星がはるかに少なく、太陽に近い軌道を周回しているため、星間空間に放出されにくい。「彗星の数は多く、惑星系から弾き飛ばすのは容易です」と、コロラド大学ボルダー校の天体物理学者アン＝マリー・マディガン氏は述べた。「太陽系で初めて観測される恒星間飛行物体が小惑星だとしたら、それは衝撃的です。」

しかし、彗星には尾があります。そして、もしオウムアムアが本当に氷の岩石でできていて、太陽の近くを通過する際にガスの噴流によって推進されていたとしたら、その起源の疑問に答える尾が現れるはずでした。しかし、尾は発見されていません。

ケンブリッジ大学の天体物理学者、ローマン・ラフィコフ氏は、現在査読中の新たな研究論文の中で、オウムアムアを加速させたと思われる力、つまり尾も生み出したはずの力が、その自転にも影響を与えたと主張している。特に、加速によってオウムアムアは回転し、小さな破片に分裂するほどの大きな力を受けたはずだ。もしオウムアムアが彗星であったなら、生き残れなかっただろうと彼は主張する。

「どちらの側にも非常に強力で明白な証拠があります」とラフィコフ氏は述べた。「もし小惑星だとしたら、それは本当に異例で、その形成には突飛なシナリオが伴うことになります」。彼は今年初め、そのようなシナリオを提唱した。それは、普通の恒星が死に、白色矮星を形成し、その過程で惑星を引き裂き、その破片を銀河系全体に撒き散らすというものだ。オウムアムアはその破片の一つだ。「要するに、死んだ恒星からの使者なのです」と彼は言った。

研究者たちは、この行き詰まりを打開するため、ガイア宇宙望遠鏡の新たに公開された膨大なデータを精査し、オウムアムアが起源となった恒星系を特定しようと試みてきた。おそらく連星系、あるいは巨大惑星を持つ恒星系から来たのかもしれない。いずれの場合も、オウムアムアは星間空間へと打ち上げられた可能性がある。

オウムアムアの太陽系における軌道。オウムアムアと他の天体との最接近距離は天文単位（AU）で測定され、1AUは地球と太陽の間の距離である。トム・ルエン

トム・ルーエン

しかし、候補となる恒星系すべてにおいて、一致するものは一つもありませんでした。オウムアムアの軌道は、いずれにせよ全ての候補星系から少なくとも2光年離れており、それらの星系がオウムアムアの起源であるには遠すぎます。また、オウムアムアが数億年前に打ち上げられたとすれば、周辺の恒星はすべてそれ以来かなり移動しているはずです。「オウムアムアを単一の親星系にまで遡って追跡できる可能性は低いでしょう。残念なことですが、仕方のないことです」と、トロント大学の天文学者アラン・ジャクソン氏は述べています。

結局のところ、観測の短命な性質が、天文学者たちが最初の恒星間ゲストの謎を解くのを阻んできた。「観測に使える時間はわずか数週間しかなく、ほとんど計画もありませんでした」とメリーランド大学の天文学者マシュー・ナイトは語る。「誰もが、コミュニティとして収集できたデータから、できる限りの情報を絞り出そうとしています。」オウムアムアがもっと早く発見されていたら、あるいはハリケーン・マリアがプエルトリコのアレシボ天文台を停止させていなかったら、天文学者たちはもっと多くの情報を得ることができただろう。

オウムアムアは太陽系外からの初めての来訪者ではあるものの、天文学者たちはまもなくさらなる謎に直面することになるでしょう。2021年にチリで「ファーストライト」を迎える予定の大型シノプティック・サーベイ望遠鏡は、今後10年間、毎年最大1つのオウムアムアを発見できる可能性があると推定されています。

「オウムアムアが持ち帰ってくれるといいなと思うのは、惑星系が成長し進化していくということです。惑星系は銀河系全体で何兆個もの小さな微惑星を生み出し、その一部は時折私たちの星を訪ねてくるでしょう」とバニスター氏は語った。「私たちの微惑星は間違いなく他の星を訪れているでしょう。」

オリジナルストーリーは 、数学、物理科学、生命科学の研究の進展や動向を取り上げることで科学に対する一般の理解を深めることを使命とする、 SimonsFoundation.orgの編集上独立した部門であるQuanta Magazineから許可を得て転載されました。

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