宇宙への旅人

スターウォーズのファルコン号？地球に接近中の彗星が爆発し巨大な「ツノ」が生えたことを確認



地球に接近中の彗星が爆発を起こしツノを生やす

　ちょっとした街くらいも大きな彗星が、激しい爆発を起こし、後から鬼のような巨大なツノが生えてきたそうだ。

　ハレー型彗星に分類される「ポンズ・ブルックス彗星（P12）」は、核の直径が30kmと推定される巨大彗星だ。

　現在この彗星は太陽系内に向かって突進しており、2024年4月20日に地球に最接近すると予測されている。

　激しい爆発が観察されたのは、この4ヶ月で2度目のこと。そして前回と同じく、氷とガスでできた立派な巨大なツノを生やしている。

　その姿は、スター・ウォーズに登場するミレニアム・ファルコン号にもどこか似ている。

地球に接近中の彗星が爆発後にツノを生やす

　英国天文協会（BAA）の報告よると、10月5日（現地時間）、ポンズ・ブルックス彗星が数十倍も明るくなった（広がったコマの反射光によるもの）後で、大きな爆発が検出されたという。

　彗星のコマはその後数日でさらに広がり、まるでツノを生やしたかのような姿になった。

　だがもしかしたら、銀河を駆け巡るスター・ウォーズの宇宙船「ミレニアム・ファルコン（ファルコン号）」を連想する人もいるかもしれない。

Giant Millennium Falcon Shaped Comet Grows Horns After Ice Volcano Eruption



　ポンズ・ブルックス彗星の核には氷・ちり・ガスが満たされている。太陽の熱によって内部が加熱されると、圧力が高まり、今回のように核の割れ目からその中身を激しく噴出させる。

　だが、そうして広がったコマ（核を包むぼんやりとしたガスやちり）がまるでツノのような形になるのは、彗星の核が歪んでいるからである可能性が濃厚だ。

　BAAの天文学者リチャード・マイルズ氏によると、核から刻み目のようなものが突き出ており、それが流れ出るガスを遮るためにツノのような形に広がると考えられるという。


彗星のビフォア（左）・アフター（右）。爆発から2日後にツノが生えたことを確認/Image credit: Eliot Herman/

2024年4月20日に地球に最接近

　71年周期で公転するポンズ・ブルックス彗星は今、太陽系の内側（内惑星系）に向かって疾走しており、2024年4月20日に地球に最接近する予定で、肉眼で観察できるかもしれない。

　それからまた太陽の外側（外惑星系）へ向かってトンボ返りし、2095年の再会までひとまずお別れとなる。


ポンズ・ブルックス彗星の現在位置。 太陽系の内側へ向かって疾走中だ / image credit:SpaceReference.org

　ちなみにポンズ・ブルックス彗星がツノを出すのは今年で2度目だ。7月20日、69年ぶりにこの彗星のツノが目撃されたが、この時はコマが23万kmと、核の7000倍にも広がった。

　コマとは彗星核の周囲を取り巻くエンベロープ（星雲状のガスやダスト）につけられた名称のことだ。

　最近の噴出でコマがどのくらい広がったのか詳しいことは不明だが、7月20日の噴出より2倍激しい兆候があるとBAAは指摘する。

　すでにコマはほぼ通常の大きさに戻ったそうだが、ポンズ・ブルックス彗星は今太陽に向かって飛んでいるため、まだまだ大きなガスの噴出を目撃できるチャンスはありそうだ。

　太陽との距離がより近くなるため、これまでの噴出よりもさらに大きなものになる可能性もあるとのことだ。

2023年10月20日
カラパイアより

ＮＡＳＡのカプセルが地球帰還、小惑星で石など採取


　小惑星「ベンヌ」で採取した石などの試料が入った米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）のカプセルが９月２４日、地球に帰還した。探査機「オシリス・レックス」が投下したカプセルがパラシュートで西部ユタ州の砂漠に着地した。写真は着地後のカプセルの様子。ユタ州ダグウェイで撮影。ＮＡＳＡ提供（２０２３年　ロイター）

NASA's first asteroid sample lands in Utah



小惑星「ベンヌ」で採取した石などの試料が入った米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）のカプセルが２４日、地球に帰還した。探査機「オシリス・レックス」が投下したカプセルがパラシュートで西部ユタ州の砂漠に着地した。

小惑星から試料を地球に持ち帰るのは日本の「はやぶさ」と「はやぶさ２」に続き３例目で、ＮＡＳＡとしては初めて。回収した試料の重さはやぶさ２の５グラムを大幅に上回る過去最高の２５０グラムと推定されている。

ベンヌは直径５００メートルほど。約４５億年前の太陽系初期に形成されて以来、化学的・鉱物学的性質がほぼ変わっていないため、地球の起源などについて貴重な手がかりを提供する。

オシリス・レックスは２０１６年に打ち上げられ、１８年にベンヌに到達。２０年に試料を採取した後、地球への帰途に就いていた。

カプセルは今後、テキサス州にあるＮＡＳＡのジョンソン宇宙センターに運ばれる。

2023年9月25日
ロイターより

彗星の酸素輝線の起源を解明


今回の研究のイメージ図。彗星核から放出された水分子が太陽紫外線により光解離することで酸素原子が作られ、この酸素原子が赤または緑のオーロラ輝線を放つ（提供：京都産業大学）

彗星核に含まれる水の量を推定するために使われてきた「酸素原子オーロラ輝線」のメカニズムが再検討され、その起源が従来考えられたものと違うことが判明した。

彗星は46億年前に太陽系が形成されたときの情報を保持していると考えられる天体だ。その本体である彗星核は氷と塵からなり、氷は水（H2O）を主成分として、二酸化炭素（CO2）や一酸化炭素（CO）などが含まれる。こうした成分の組成比が、太陽系誕生期を知る手がかりとなる。

彗星が太陽に近づくと氷が蒸発し、核を取り巻くコマや伸びる尾を形成する。このとき蒸発した氷の成分は太陽光を受けて、それぞれの分子に対応したエネルギーを吸収し、特定の波長で発光する。つまり、彗星の光を分析すれば核の成分比という重要な情報が得られるのだが、残念ながらH2OやCO2の発光は地球上からはほとんど観測できない。これらの分子は地球の大気にも大量に含まれているからだ。

そこで、彗星に含まれるH2Oの量を推定するために使われるのが、エネルギーの高い酸素原子（O）が発する「酸素原子オーロラ輝線」と呼ばれる光だ。その名のとおり地球の極圏に出現するオーロラにも見られる光であり、緑色と赤色の輝線がある。このO原子は、太陽からの紫外線（波長121.6nmのライマンα）を受けた彗星のH2Oが壊れ（光解離反応と呼ぶ）、余剰エネルギーをもらった水素分子（H2）とO原子に分かれることで生成されるというのが定説だった。そのため、O原子の発光をH2Oの量に結びつけることができたのだ。


太陽紫外線による水分子の破壊と酸素原子のエネルギー状態
（左）太陽紫外線によるH2O分子に対する光解離反応の模式図、（下）飛び出した酸素原子のエネルギー状態とそれに応じた輝線の発光（提供：京都産業大学リリース）

ところが2000年代になって、酸素原子オーロラ輝線とH2Oの結びつけに疑問を投げかける観測結果が相次いだ。それは赤色輝線と緑色輝線の波長幅の違いである。

赤色輝線を発するO原子よりも、緑色輝線を発するO原子の方が高いエネルギー状態にある。最初にH2Oがライマンαから受けるエネルギー量は同じなので、壊れた後のO原子が緑色輝線を発する状態になれば、それだけ余剰エネルギーは小さい。そして余剰エネルギーはO原子の運動の激しさに転換される。O原子が私たちから見て近づいたり遠ざかったりしながら輝線を発すればドップラー効果が働くので、運動が激しいほど輝線の波長グラフは幅が広くなる。つまり、余剰エネルギーが小さい緑色輝線の幅は、赤色輝線より狭いはずだ。

ところが、実際に彗星を観測すると緑色輝線の方が幅広かったのである。このままではH2Oの推定に使ってきた理論が覆されてしまう。


余剰エネルギーの大きさと輝線の波長幅との関係（提供：京都産業大学リリース）

京都産業大学の河北秀世さんは、輝線幅問題の解決を図るべく、過去の観測データを検証した。ヒントになったのは、中国科学院の袁開軍さんたちが実験室でH2Oの光解離を行ったときの結果だ。そこからは、ライマンαによる光解離では緑色輝線を発するエネルギー状態のO原子はほとんど生成できないことが示唆された。

検討の結果、緑色の酸素原子オーロラ輝線の原因となるのは、ライマンαよりも波長の短い紫外線による光解離だということが突き止められた。河北さんの計算により、緑色輝線の波長幅が赤色輝線よりも広くなることが示されている。また、従来のように赤色輝線を用いて彗星のH2O量を推定するのは問題ないことが確かめられた。

H2)だけでなく彗星核を構成するCO2なども、紫外線による光解離によって酸素原子オーロラ輝線を発しているはずだ。緑色輝線と赤色輝線にはH2OとCO2などが組成比に応じて寄与しているはずなので、今回の手法を通じてその組成比を求め、太陽系誕生時の物質成分や温度などを知る手がかりとすることが期待される。

2022年5月25日
AstroArtsより

がか座β星系の系外彗星、サイズ測定に成功


がか座β星の周りの彗星の想像図（提供：ESO/L. Calçada）

太陽系外で初めて彗星が見つかっている恒星「がか座β星」で、新たに30個の彗星が見つかった。彗星核の大きさは太陽系と似た分布を示している。

63光年の距離にある4等星、がか座β星は、約2000万歳と年齢が非常に若く、周囲にガスと塵の円盤（原始惑星系円盤）が見つかった最初の恒星の一つだ。円盤から誕生した惑星が少なくとも2つ見つかっているほか、1987年には太陽系外で初めて彗星が検出されている。これは彗星の巨大な尾が、がか座β星の光を遮ったときの減光をとらえたものだ。2014年には同じ手法で約500個の彗星の軌道が調べられた。

仏・パリ天文物理学研究所のAlain Lecavelier des Etangsさんたちの国際研究チームは今回、彗星の本体、彗星核の大きさを測定することに成功した。研究チームはNASAの系外惑星探査衛星「TESS」を用いて、がか座β星系を156日間にわたって観測し、彗星本体が恒星の手前を通過することによる減光を検出した。この観測から新たに30個の彗星を発見し、さらに核の大きさが直径3～14kmであることを明らかにした。

今回の結果を元に、がか座β星の周りに存在する彗星の大きさの分布を推定したところ、太陽の周りを回る彗星の分布と驚くほど似ていることが明らかになった。がか座β星周囲の彗星も太陽系の彗星と同じように、衝突と分裂を繰り返して形成された可能性を示唆する結果だ。


がか座β周囲の彗星（青い四角）と太陽系内の彗星や小惑星（破線）のサイズ分布の比較図。（赤い太線）フィッティング（最大の彗星を除く）、（LPC）長周期彗星、（JFC）木星族彗星、（ACO）彗星軌道上の小惑星、（NEO）地球近傍軌道上の小惑星、（non-NEO）彗星軌道上にない小惑星（提供：A. Lecavelier des Etangs et al.）

地球の水の一部は彗星によってもたらされたと考えられており、彗星が惑星の性質に与える影響の解明が求められている。今回の成果は、惑星系における彗星の起源と進化の解明に役立つものとなりそうだ。

2022年5月11日
AstroArtsより

巨大な彗星、２０３１年に最接近　「オールトの雲」の謎解明に期待


宇宙望遠鏡で観測した巨大彗星。左は核を取り巻く「コマ」の写る範囲を抑制している

直径１３０キロ以上の巨大な核をもつ彗星（すいせい）が地球に接近している。ただし地球を危険に陥れる恐れはないという。

彗星は何百万キロにも及ぶ長い尾を引く姿で知られるが、中心部には氷やちりでできた汚れた雪玉のような核がある。

ほとんどの彗星の核は直径数キロ程度だが、ハッブル宇宙望遠鏡で観測された彗星「C/2014 UN271」の核は約１３７キロと、ほかの彗星の約５０倍の大きさだった。質量は５００兆トンと推定され、一般的な彗星の１０万倍にあたる。

この彗星は時速約３万５４００キロの速度で太陽系の果てから地球へ向かっている。最接近するのは２０３１年。太陽から１６億キロの圏内に近づくことはない。

この彗星は、天文学者のペドロ・バーナーディネリ、ギャリー・バーンスタインの両氏が、南米チリにあるセロ・トロロ天文台で撮影された画像を調べて発見した。最初に観測されたのは２０１０年で、発見者にちなんでバーナーディネリ・バーンスタイン彗星とも呼ばれる。以来、地上の望遠鏡や宇宙望遠鏡を使って観測が続けられてきた。

今年１月にはハッブル宇宙望遠鏡を使ってこの彗星の写真５枚が撮影された。１２日の天文学会誌に発表された論文に、その写真が掲載されている。

論文共著者で米カリフォルニア大学ロサンゼルス校教授のデービッド・ジュウィット氏によると、地球から遠く離れた太陽系の彼方には、暗すぎて見えない彗星が何千もある。この彗星はその氷山の一角にすぎないとジュウィット氏は述べ、「この彗星は、これほど遠く離れていても非常に明るいことから、大きいに違いないと以前から思われていた。今回、それが確認された」と解説する。

彗星は太陽系初期、惑星が誕生した時に取り残された氷の断片で形成され、大型惑星の重力によって、太陽系の果てにあるとされる仮説上の「オールトの雲」に押しやられたと考えられている。オールトの雲にある彗星は、通過する恒星の重力の影響を受けて太陽の方向へ引き戻される。

バーナーディネリ・バーンスタイン彗星は、数百万年後にはオールトの雲に戻る。

この彗星は楕円（だえん）形の軌道を３００万年かけて周回する。現在の太陽からの距離は約３２億キロ以内。

今回の彗星の観測は、オールトの雲の謎を解く手がかりになると期待されている。オールトの雲はオランダの天文学者ヤン・オールトが１９５０年に発表した仮説で、地球から遠すぎて観測できないことから、今も仮説のままとなっている。

米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）の探査機「ボイジャー」がオールトの雲の内側に到達するまでにはあと３００年かかり、通過するまでには３万年かかる可能性もある

2022年4月13日
CNNより