3月28日の夜、アルゼンチン北西部のアンデス高原にある小さな自動観測所が、これまで未発見だった彗星が太陽系を約8億キロも離れた場所を漂うのを観測した。新しい彗星の発見はそれ自体稀で、天文学者が公式に数えるのは年間数十個程度に過ぎない。しかし、この小さな宇宙岩石にはもう一つのボーナスがあった。太陽系を横切る軌道から、この彗星は銀河系のどこか別の場所で発生した可能性が示唆されており、発見されれば、これまでに発見された3番目の恒星間天体となる。
翌週、天文台を管理するロシアの天文学者ウラジミール・リプノフ氏は、この異例の彗星をさらに数回観測しました。最初に発見された2つの星間天体、オウムアムアと2I/ボリゾフは、どちらも軌道から明らかに私たちの銀河系近隣のものではないことが示されていました。しかし、C/2020 F5として知られるこの新しい天体の軌道は、より曖昧でした。近隣の天体なのかもしれないし、そうでないのかもしれない。それを判断する唯一の方法は、より多くのデータを集めることだけでした。
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リプノフ氏が観測結果を国際天文学連合（IAU）傘下の小惑星センター（MCC）に提出した時点でも、観測結果には依然として不確実性が残っており、プロ天文学者やアマチュア天文学者の間で疑問の声が上がっていた。4月5日に彗星の存在が公表されて以来、この天体に関する観測は80回以上行われている。追加観測データにより、この彗星が恒星間天体である可能性はわずかに低下したが、岩石の起源については依然として不明な点が多い。
「もしそれが星間物体だとしたら素晴らしいのですが、現段階では少し懐疑的です」と、NASAジェット推進研究所の航法エンジニアで、彗星や小惑星の軌道を研究しているダビデ・ファルノッキア氏は言う。「星間物体である可能性は低く、驚くべき主張は明確な証拠によって裏付けられる必要があります。」
NASAは、太陽系の端には数十億個の彗星が潜んでいると推定していますが、私たちが目にしているのは、その重力によって太陽に向かう旅に出たごく一部に過ぎません。彗星の軌道は数十年から数千年かかるため、地球上の天文学者はその軌道のほんの一部しか見ていません。では、彼らはどのようにして、太陽系の端にある小さな岩石と恒星間からの侵入者を区別できるのでしょうか？それは主に、彗星の離心率にかかっています。
離心率とは、天文学用語で、物体の軌道が真円からどれだけずれているかを表します。太陽の重力に束縛されている惑星、小惑星、彗星はすべて楕円形の軌道を持ち、離心率は0から1です。太陽からどれだけ離れようとも、必ず引き戻されます。星間物体は離心率が1より大きく、双曲軌道と呼ばれます。これらの軌道は楕円ではなく、ホッケースティックのような形をしており、決して円を描いて戻ることはありません。
これまでに発見された星間天体はどちらも、離心率が1を超えています。オウムアムアは約1.2、2I/ボリゾフは約3.3です。しかし、離心率が1をわずかに上回る天体になると、状況は複雑になります。最近発見されたC/2020 F5彗星がその一例で、離心率はわずか1.01です。この彗星は非常に新しいため、測定結果にはまだ不確実性が多く、それが近距離彗星なのか星間彗星なのかを明確に断言することはできません。
ファルノッキア氏によると、これまでの追加測定により天体の離心率が減少しており、星間天体である可能性は低下しているという。また、この天体は太陽系に対してかなりゆっくりと移動していることも、銀河系の他の場所から来た可能性をさらに低くしている。「もし本当に星間天体であれば、相対速度ははるかに高くなる可能性が高いでしょう」とファルノッキア氏は言う。
小惑星センター所長のマシュー・ホルマン氏は、C/2020 F5の発表にそれほど驚きはなかったと述べている。離心率が1をわずかに上回るか下回る彗星は、天文学者によって比較的定期的に発見されていると彼は述べている。小惑星センターのデータベースには、C/2020 F5よりも離心率が大きい彗星が6つ発見されており、その中には今年初めに発見された別の彗星も含まれている。「離心率が1をわずかに上回る双曲線軌道に見える原因は数多くあります」とホルマン氏は述べている。例えば、木星のような大型惑星の重力や、彗星が太陽に近づく際に放出されるガスは、どちらも本来楕円軌道である彗星の軌道を乱す可能性がある。
しかし、たとえC/2020 F5が単なる普通の彗星であることが判明したとしても、天文学者が新たな恒星間天体を発見するのは時間の問題です。2017年のオウムアムアの発見を受けて、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の天文学者デイビッド・ジューイット氏は、現在太陽系内には最大1万個もの恒星間天体が存在する可能性があると計算しました。ジューイット氏は、真の恒星間彗星の離心率が1をわずかに上回る可能性もあると認めつつも、実際にはそれよりもかなり大きい可能性の方がはるかに高いと述べています。「明確な恒星間天体をさらに発見することに興味があります」とジューイット氏は言います。
最初の恒星間天体が発見されてからわずか3年しか経っていないことを考えると、天文学者たちがそれらの発見と研究に躍起になっているのも当然だ。それらは、遠方の異星の形成を研究する上で他に類を見ない機会であり、ロボットミッションの魅力的なターゲットでもある。「JPLには、こうした天体を待ち望んでいて、恒星間天体だと判明した場合に備えてデータ収集を開始したいと考えている人々がいます」とファルノッキア氏は述べ、同僚たちにC/2020 F5の調査を急ぐべきではないと警告したという。「興奮するのは当然ですし、もしそれが恒星間天体だとしたら、本当にエキサイティングなことでしょう。ただ、興奮を正当化するほどの証拠はまだ見つかっていないのです。」
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