ジェームズ・ウェッブ氏によると、星間彗星3I/アトラスは数十億年の宇宙線によって形成された20メートルの地殻を明らかにした 著者 Luís Henrique Costa
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ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、星間彗星 3I/アトラスの表面に深さ 15 ～ 20 メートルの放射地殻を確認しました。この層は、天の川を通る天体の長い旅の間に、銀河宇宙線に何十億年もさらされて形成されました。この発見は2025年8月に行われ、彗星が地球から4億4,500万キロ離れたときに起こり、前例のない詳細で天体を分析するウェッブの能力を浮き彫りにした。これは確認された 3 番目の星間天体であり、その分析により、太陽系の外に起源を持つ天体の構成と進化についての重要な洞察が得られます。
ベルギー王立宇宙航空研究所の研究者である研究コーディネーターは、3I/Atlas の変化した表面で一酸化炭素が二酸化炭素に変換されるのを観察しました。別の星系から生まれたこの彗星は、2025年10月29日に太陽から1.36天文単位の近日点に達した。その時点で、その外層の昇華が始まり、独特の特徴が明らかになりました。
この彗星の速度は双曲線軌道で時速21万キロを超えており、その起源が太陽系の外にあることが証明されている。この現象は、星の境界を越える天体の力学と化学を理解するために詳細な観察が重要であることを強調しています。
地殻の形成：数十億年の放射線
太陽系外からの銀河宇宙線として知られる高エネルギー粒子が、長年にわたって彗星の氷に影響を与えてきました。この化学プロセスにより一酸化炭素 (CO) が二酸化炭素 (CO2) に変化し、その結果、厚さ 15 ～ 20 メートルの地殻が表面に形成されました。
ロゼッタ計画によって収集された彗星 67P からのデータに触発されたシミュレーションは、このような地層を生成するには約 10 億年の曝露期間で十分であることを示しています。太陽圏シールドが存在しないため、これらの粒子との強力かつ継続的な相互作用が可能になりました。
日除けを持たずに旅行する
彗星 3I/アトラスは、通常、太陽系内にある物体の放射線をフィルターする太陽圏の保護泡なしで銀河を通過しました。この独特の条件により、彗星は高エネルギー粒子との絶え間ない衝突にさらされ、その存在を通じて彗星の表面が化学的に再形成されました。
一方、太陽彗星は、星間来訪者とは異なり、太陽圏の保護障壁のおかげで、より原始的な組成を維持することができます。 3I/アトラスの地殻は、これらの相互作用の影響を銀河規模で蓄積し、内部は保存しながら外層のみを変化させました。
近日点で観察される変化
2025年10月29日に近日点に達した後、太陽熱により彗星の放射された地殻からガスと塵が放出された。この昇華により、強力な宇宙放射線から保存されたままである可能性のある内部層が露出します。
科学者たちは、原子核の元の組成をマッピングするために、近日点の前後のスペクトルを比較しています。彗星の明るさは急速に増加し、濃い青色は大量の揮発性ガスの放出を示しました。
3I/アトラスのコマには二酸化炭素の領域が見られ、これは太陽系の彗星と比較すると異例なパターンです。ガスの噴流は、SOHO や STEREO-A などの衛星によって、遠距離であっても記録されており、この物体の継続的な活動が明らかになりました。
ユニークな化学組成が明らかに
ジェームズ・ウェッブのNIRSpec装置は、彗星の昏睡状態でCO2濃度の上昇を検出した。この豊富さは、3I/アトラスがその母星に近い氷の二酸化炭素が豊富な領域で形成されたことを示唆しています。
改変された地殻が表面を覆っているが、彗星の核は放射線の影響を受けていない、元の天の川物質を保持している可能性が高い。コマの青みがかった色合いは、炭素分子の加熱によって生じます。
コマ特性とスペクトル
分光分析により、CO/H2O レベルが 1.65 ± 0.09 で、宇宙線による彗星の処理が確認されました。 CO2/H2O 比は 7.6 ± 0.3 で、彗星としてはこれまでに記録された最高値であり、彗星が星間起源であり、過酷な環境に長期間さらされたことが裏付けられました。
炉心では毎秒129kgのCO2の排出が検出され、これは昏睡の激しさに寄与するかなりの量である。直径1マイクロメートル未満の水氷の粒も昏睡状態の中で確認されており、その形成に関するさらなる手がかりが得られている。
異常な軌道と寸法
2025 年 7 月にいて座の近くで発見された 3I/Atlas は双曲軌道を描きます。これは、太陽を通過した後に太陽系を離れることを意味します。その速度 210,000 km/h は、その起源が私たちのシステムの外部であることを証明する重要な要素です。
ハッブルとジェームス・ウェッブからの画像は、推定直径440メートルから5.6キロメートルの彗星のコマと尾を詳細に示している。赤みがかった表面と紫外線放射は 2025 年 8 月に観察され、その組成の複雑さを示しています。
この彗星の最初の活動は2025年5月に記録され、そのときは太陽から6.4天文単位の距離にあった。この彗星は専門の望遠鏡で依然として見えていますが、その明るさは徐々に減少しています。
昇華モデルは、ニッケルなどの金属の存在を含む、特殊な組成に対応するように調整されています。 2I/ボリソフとの比較により、ボラティリティの類似点が浮き彫りになり、これらの宇宙訪問者についての理解が深まります。
星間の化学的差異
3I/アトラスのような星間天体は、水に比べてコマ中に CO2 が優勢であり、これはほとんどの太陽彗星とは顕著な対照です。照射された地殻が表面の大部分を占めていますが、より深い層には銀河の原始的な化学構造が保存されています。
2025 年 8 月のデータはこの違いを検証し、外部訪問者の変化における放射線の役割を強調しています。地上の望遠鏡は彗星の尾と光度を監視し続け、補完的なデータを提供します。
この研究の機会により、長時間放射線にさらされた物体の放射モデルを校正することができます。彗星やその他の星間天体の進化に関する研究の空白を埋めるには、継続的な観測が不可欠です。
