天文学者らは、チリのアルマ望遠鏡が収集したデータを分析することにより、星間彗星3I/ATLASの異常な組成を発見した。 4月23日に学術誌「ネイチャー・アストロノミー」に発表されたこの研究では、星間空間からの物体中にこれまで記録されたことのない濃度の重水素水が確認された。観測は彗星が太陽から2億300万キロメートル離れたところを通過してから数日後の11月に行われ、その際に氷が昇華して検出可能になった。
星間物体で重水素を初めて検出
追加の中性子を含む水素の希少同位体である重水素が、アルマ望遠鏡の測定を通じて星間天体で初めて同定された。酸素と結合すると、通常の水の約 2 倍の重さの重水素水（半重水または HDO とも呼ばれます）が形成されます。 3I/ATLAS で見つかった存在量は、地球の海洋の濃度の 40 倍以上、太陽系の彗星で検出された量の 30 倍を超えています。
El agua de 3I/ATLAS contiene hasta 40 veces más deuterio que la Tierra, revelando un origen en nubes cósmicas ultrafrías nunca vistas así ☄️😱https://t.co/AQ0cDA0np7
— ecoosfera (@ecoosfera) April 29, 2026
研究の筆頭著者でミシガン大学の博士候補者であるルイス・エドゥアルド・サラザール・マンツァーノ氏は、この発見の独自性を強調した。重水素の濃縮は通常、星間空間の極度に冷たい分子雲の中に水が形成されるときに起こり、多くの場合、他の星の周りの太陽系が誕生する時期に起こります。分析の結果、3I/ATLAS 形成環境の温度は摂氏マイナス 243.14 度に相当する 30 ケルビン未満であったことが示されています。
彗星の起源を明らかにする特徴
この星間彗星の年齢は最大110億年である可能性があり、45億年前に形成された太陽系よりもはるかに古い。その中に閉じ込められた水は主星よりも前に生まれた可能性が高いが、3I/ATLAS はその後、その星の周りを回転するガスと塵の原始惑星系円盤から誕生した。研究者らは、この系が原始惑星系円盤の最も外側の領域で形成され、そこに留まり、豊富な重水素水が数十億年にわたって保存されていると考えている。
温度が高くなると化学反応によって重水素の量が減少するため、彗星の元の特性を損なわないようにするためには、彗星の周辺に位置することが不可欠であった。この新たな発見は、彗星の内部に大量の二酸化炭素が存在することを発見した以前の観測結果と一致している。この特徴の組み合わせは、原始惑星系円盤の外側に形成された物体と一致しており、検出された各分子は宇宙の指紋として機能します。
初期宇宙のタイムカプセル
星間物体は、他の惑星系が形成された環境から物質をもたらすタイムカプセルとして機能します。 3I/ATLAS 測定により、科学者はこれらの物体が発生した物理的状態を観察することができます。重水素の存在は、彗星が本質的に何を持って生まれたのか、また、現在よりも金属が豊富ではなかった100億年以上前の天の川がどのようなものだったのかを明らかにします。
- 地球の海洋の40倍の濃度で重水素が検出される
- 星間天体におけるこの同位体の同定が初めて確認された
- 生成時の地層温度は 30 ケルビン未満
- 彗星の推定年齢は最大110億年
- 重水素化水と二酸化炭素の同時存在
銀河が老化するにつれて、形成される彗星の種類も変化しており、それは形成できる惑星の種類も変化していることを意味します。これらの星間彗星は必ずしもその正体や見た目が興味深いのではなく、天文学者がどのようにして過去を調べ、他の系の惑星が太陽系の惑星に似ているかどうかを発見できるようになるという点で興味深いのです。
観測技術と能力
アルマ電波望遠鏡は、従来の望遠鏡よりも近い角度で太陽を指すことができるため、この発見の基礎となりました。電波望遠鏡は、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡のような望遠鏡の光学部品に損傷を与える可能性がある高エネルギーの可視光や熱ではなく、低エネルギーの電波を検出します。研究チームは、彗星が太陽に接近した直後の研究にアルマ望遠鏡を使用した。この彗星は太陽熱によって氷が昇華し、検出可能なガスとなり、測定に理想的な条件を作り出した。
研究者らは普通の水が検出されることを期待していましたが、実験では検出されませんでした。これは、3I/ATLAS に通常の水が存在しなかったという意味ではなく、単にそれが観測の感度を下回っていたということだけです。しかし、通常の水が存在しないにもかかわらず重水素が検出されたことは、3I/ATLAS が真に異常な天体であり、太陽系の既知の彗星とは異なることを直ちに示しました。
星間天体研究の今後
天体はその起源に直接つながる痕跡を残さずに太陽系から遠ざかり続けるため、天文学者が3I/ATLASがどの惑星系から来たのかを特定できる可能性は低い。それでも、他の惑星系がどのように形成され、進化したかについての貴重な情報が得られるでしょう。チリにあるベラ C. ルービン天文台は 6 月に最初の画像を公開し、星間天体をより頻繁に検出できるようになり、科学界が 3I/ATLAS が外れ値であるかどうか、あるいは他の同様の彗星に同様の重水素濃縮が含まれているかどうかを判断できるようになると期待されています。
