星間小惑星「オウムアムア」は私たちに伝えたいことがたくさんある

昨年10月、星間小惑星「オウムアムア」が太陽系から猛スピードで飛び出ているのが目撃されたとき、天文学者たちはそれが特別なものであることに気づいた。太陽の重力に捕らえられるには速すぎて、この奇妙に細長い小惑星は明らかに私たちの惑星間近隣で発生したものではありません。

しかし、オウムアムアがどのようにして故郷の星系を離れたのかは、天文学者たちが理解し始めたばかりの謎であり、そうすることで、惑星が他の星の周りでどのように形成されるかについて独自の視点を得ることができている。

NASAのゴダード宇宙飛行センターで働く天体物理学者エリサ・キンタナ氏は、「この物体は遠く離れた星系から放出された可能性が高い」と述べた。 「興味深いのは、このたった 1 つの物体が非常に速く通過するだけで、惑星形成モデルの一部を制約するのに役立つ可能性があるということです。」

彗星と小惑星の作り方

2017 年 10 月 19 日にパノラマ測量望遠鏡および迅速応答システム (Pan-STARRS1) によって最初に発見されたとき、オウムアムアは彗星のような双曲線軌道を描いており、逃げるのに十分な速さで移動していたため、彗星であると推定されました。太陽の引力。天文学者らは、太陽系を通ってその経路をたどることで、その物体が前月に太陽を超過したことに気づきました。通常、彗星が太陽に近づくと、その氷が核から噴出し、ガス状のコマと尾が形成されます。しかし、この例では、彗星活動の証拠は何もありませんでした。 「オウムアムアには、彗星でよく見られる氷がありませんでした。相補的な分光分析により、天文学者らは、それが別の星から来た古代の小惑星であると結論付けました。

続ける前に、少し背景を説明します。彗星と小惑星は、若い星の周りの塵、氷、ガスからなる原始惑星系円盤から発生します。しかし、彗星と小惑星のどちらが原始物質から凝集するかは、その星への近さによって決まります。星の加熱が非常に激しく氷を焼き払うほど近くで形成されると、小惑星が生成されます。しかし、一定の距離を超えると、これらの天体が氷を保持できるほど寒くなり、できあがり、彗星が現れることになります。彗星が形成されるのに十分な温度になる恒星からの距離は、(明白な理由により)「雪線」として知られています。私たちの太陽系の場合、雪線は太陽と地球の距離の約 3 倍離れたところにあります。

ここで物事が不可解になります。彗星は通常、より遠くで発達するため、星の重力に緩く束縛されています。したがって、特定の星系から彗星を追い出すことは比較的簡単です。これが、オウムアムアが最初は星間彗星であると考えられていた理由の 1 つです。彗星は恒星との遭遇によって乱されやすい。一方、小惑星は通常、恒星の近くの軌道で形成され、恒星系から飛び出すにはより多くのエネルギーが必要です。小惑星が重力の井戸から飛び出すには、何か大災害が起きなければなりません。

天体物理学者のショーン・レイモンド氏は、「星との重力がより強く結びついているため、その物質が放出されるのはより困難である。もしオウムアムアが小惑星として始まっていたら、どのようにしてその星系から追い出されただろうかと想像するのは難しい」とフランスの学術講演会で語った。国立科学研究センターとボルドー大学。

これは「オウムアムア」をどこに残すのでしょうか？そうですね、これは奇妙な形をした小惑星で、別の恒星系から来たものです。そしてそれは、小惑星、彗星、惑星がどのように形成されるかについての私たちの理論が正しくないか、あるいは「オウムアムアはその故郷の星系から押し出されるほどのエネルギー的な出来事を経験したに違いない」ということを物語っています。

プラネタリービリヤード

私たちの太陽系では、巨大ガス木星が惑星間のいじめっ子です。最大の惑星として、その重力は惑星軌道の進化に重要な役割を果たしており、誤った小惑星や彗星を吸い込みます。木星は基本的に太陽の「フィクサー」として機能し、システムのバランスが保たれるようにします。いくつかの理論では、木星の影響力がなければ、生命が地球に足がかりを得るチャンスはなかったかもしれないとさえ示唆しています。 (ただし、他の理論では、宇宙の岩石を私たちに投げつける可能性があるため、惑星科学のアンチヒーローである可能性もあります。)

私たちの太陽系の歴史の初期には、多くの動的不安定性があり、木星はその軌道の周りを慎重に回り、その巨大な重力で小さな天体を散らしたでしょう。したがって、太陽系はその形成期に多くの微惑星を失い、小惑星はパチンコで星間空間に弾き出されたと考えられている。

したがって、他の恒星系に巨大ガス系外惑星が含まれている場合、それらがその恒星の近くを周回する天体に同じ影響を与えるのは当然です。これらの巨大な世界は、近くにある小さな天体に巨大な潮汐力を及ぼし、その多くはズタズタに引き裂かれるだろう – 木星の重力によって引き離され、1994年に木星の見事な衝突を起こしたシューメーカー・レビー第9彗星のように。

3月27日に王立天文学協会（MNRAS）の月刊誌に掲載された論文では、これが「オウムアムア：引き伸ばされた後に巨大な惑星によって母星系から打ち出された」の起源である可能性があると研究者らは推測している。極度の潮圧によって葉巻のような独特の形状に変化します。

同じく に発表された以前の研究では、研究者らは、小惑星などの小天体は、太陽系のような単星系よりも連星系から飛び出す可能性が高いと結論付けています。銀河内のほとんどの星は連星系であるため、2 つの太陽の軌道ダンスによってその軌道が乱されている場合、驚くべき数の小惑星が星間放浪者として放出される可能性があります。

結論としては、「オウムアムアは、その起源の可能性について驚くほど詳細なメッセージを伝えた」ということになります。あとは、太陽系を時折通過するこれらの天体をさらに検出するだけで、それらが進化した異星環境のより良い全体像を構築できるようになります。