火星の周回軌道上で運用されている中国の探査機天文1号は、星間彗星3I/ATLASの詳細な画像を撮影するという歴史的偉業を達成した。この記録は、この天体が火星から約 3,000 万キロメートルの距離を通過した 2025 年 10 月に取得されたもので、太陽系外からの訪問者が火星軌道上の機器によって観測されたのは初めてです。
この成果は天文学と中国の宇宙計画にとって大きな進歩を意味し、国際科学界に重要なデータを提供する。収集された画像と情報の分析は、他の恒星系に由来する天体の組成と挙動についてのより深い理解に貢献します。
3I/ATLAS彗星は、2017年のオウムアムア、2019年の2I/ボリソフに続き、天文学者によって星間起源が確認された3番目の天体である。その発見は2025年7月にチリのATLAS望遠鏡によって行われ、その双曲軌道によって検証され、その双曲線軌道は私たちの惑星系の外でその起源が証明された特徴であると証明された。
別の太陽系からの訪問者
3I/ATLAS の軌跡は、科学者による研究の主な焦点の 1 つです。太陽系に属し、太陽の周りの楕円軌道を描く彗星や小惑星とは異なり、星間物体は開いた、つまり双曲線の軌道を描いて移動します。これは、彼らが深宇宙の旅を続ける前に一度通過することを意味し、それぞれの観察の機会が非常に貴重なものになります。
その星間性質の確認には、世界中の天文台と宇宙機関が動員されました。火星に比較的近い航路は、火星を周回するさまざまな探査機が機器を操作し、この稀有な宇宙メッセンジャーに関する可能な限り多くの情報を収集するためのユニークな窓を提供しました。
HiRICカメラの精度
画像は、天文1号に搭載された科学機器の1つであるHiRIC高解像度カメラによって撮影された。主に火星の表面の地形と地質を前例のない詳細にマッピングすることを目的として設計されましたが、ミッション チームはその運用をまったく異なる課題、つまり宇宙の暗い背景に対して小さく、薄暗く、高速で移動する物体を追跡するために適応させました。
この課題を克服するために、中国国家航天局 (CNSA) の技術者は特定のコマンド シーケンスを開発しました。複雑なシミュレーションを行って理想的な露光時間を計算しました。この時間は、彗星と探査機の速度によって画像がぼやけるのを防ぐのに十分な短さでありながら、天体から反射される微弱な光を捉えるのに十分な長さです。
生データは北京のコントロールセンターに送信され、そこで特殊な処理が施されました。その結果、彗星の核だけでなく、彗星を取り囲むガスと塵の雲であるコマも明らかになった 30 秒のシーケンスが作成されました。
宇宙の距離を乗り越える
探査機とターゲットの間の約 3,000 万キロメートルの距離での運用には、物流上で大きな課題が生じました。ミッション チームは、HiRIC カメラが適切なタイミングで正確な位置に向けられるように、高精度の照準調整を行う必要がありました。
プローブの熱安定性も重要な要素でした。機器内の温度変化は画像の品質に影響を与える可能性があり、観測期間中は天文1号のシステムを注意深く管理する必要がある。
得られた写真から、背景の星に対する 3I/ATLAS の動きを明確に示すアニメーションが作成されました。これらの視覚的記録は、彗星のいわゆる非重力加速度を計算する天文学者にとって基礎となります。
予想される軌道からのわずかなずれを引き起こすこの現象は、氷が熱で昇華するときに核からガスが放出されることによって引き起こされます。この加速を研究することで、彗星の内部組成と活動についての重要な手がかりが得られます。
画像からわかる 3I/ATLAS の概要
CNSAが公開した写真には、ガスと塵の拡散した昏睡に囲まれた直径約5.6キロメートルと推定される岩石の凍結した核が写っている。ピーク時には、この昏睡状態は数千キロメートルにわたって広がり、この彗星が太陽に近づいたことによる激しい活動期間にあったことを示していた。観測中、この物体は太陽に対して秒速58キロメートルという驚異的な速度で移動していた。放出された粒子によって形成された尾は数万キロメートルまで成長し、太陽放射の圧力により常に太陽とは反対の方向を向いていました。
他の天文台によって行われた予備的な分光分析は、天文 1 号からの視覚データを補完します。スペクトルは、水の氷と凍った二酸化炭素の存在を示唆しており、一酸化炭素の微量の痕跡も含まれています。この化学組成は、3I/ATLAS が重力相互作用によって星間空間に放出される前に、その母星系の非常に寒い領域、つまり遠く離れた原始惑星系円盤で形成された可能性が高いことを示しています。
軌道上の国際協力
火星から彗星 3I/ATLAS を研究する取り組みは真の世界的な協力であり、異なる宇宙機関間の相乗効果を実証しました。天文1号に加えて、火星周回軌道上の他のミッションもセンサーを星間訪問者に向けている。欧州宇宙機関 (ESA) は、マーズ エクスプレスとエクソマーズ トレース ガス オービター (TGO) 探査機を使用して、昏睡状態でのガス放出の分析を実施し、存在する分子を特定しようとしました。 NASAも積極的に参加し、火星偵察探査機(MRO)は強力なHiRISEカメラを使用して彗星の核のさらに高解像度の画像の取得を試みました。地表では、パーサヴィアランス探査車とキュリオシティ探査車が火星の夜空で彗星を検出しようと試みました。これは非常に困難な任務ですが、ユニークな視点を提供できる可能性があります。アラブ首長国連邦の探査機ホープとNASAのMAVENも、通過する彗星が火星の希薄な大気とどのように相互作用するかについてのデータを収集した。さまざまな視点とさまざまな機器から得られたこのすべてのデータを組み合わせることで、科学者は彗星のより完全かつ正確な 3 次元モデルを構築し、彗星のサイズ、回転、および彗星に作用する非重力力についての推定値を精緻化することができます。
中国探査の次のステップ
3I/ATLAS観測の成功は、天文1号の主要任務を充実させるだけでなく、中国の動的目標追跡能力の重要な検証としても機能する。この経験は、地球近傍の小惑星からサンプルを収集し、その後メインベルトの彗星を研究することを目的として 2025 年に打ち上げられた天文 2 号など、将来のミッションの基礎となります。
