ジェームズ・ウェッブ望遠鏡が星間彗星3I/ATLASでメタンを検出

NASA のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、星間彗星 3I/ATLAS でメタンを検出しました。この観測は、星間訪問者の体内でこのガスが直接検出された初めてのこととなる。測定は昨年12月、この天体が最接近後に太陽から遠ざかろうとしているときに行われた。

データは、中赤外線で化学的特徴を捕捉した MIRI 装置から得られます。彗星 3I/ATLAS は太陽系から戻ってきました。 The observations took place on two different dates.

メタン検出により深部の彗星の物質が明らかになった

メタンは 3I/ATLAS 排出の後半に出現しました。この化合物は揮発性が高く、容易に昇華します。この存在は、ガスが氷のコアのより深い層で保護されていることを示唆しています。太陽の通過からの熱はこれらの内部領域に到達しました。

科学者たちはこの彗星を太陽から約3億2,900万キロメートル離れた場所、次に3億7,900万キロメートル離れた場所で観察した。最初のデータ収集は 12 月 15 日から 16 日の間に行われました。 2回目の測定は12月27日でした。この時点で、物体はすでに近日点を通過していました。

• 太陽熱で表層が除去された後にメタンが発生
• 相対的な水蒸気の量は太陽系の彗星よりも多い
• このガスは、ほとんどの局所的な物体とは異なる化学組成を示しています。
• 観測により、太陽から遠く離れた場所でも不安定な活動が確認されています

水に対するメタンの割合は研究者らを驚かせた。私たちの太陽系には同様のパターンを示す彗星はほとんどありません。

二酸化炭素が豊富な 3I/ATLAS は局地彗星とは異なります

彗星 3I/ATLAS は、水に比べてはるかに多くの二酸化炭素を放出します。この特徴は以前の観察ですでに指摘されていました。 MIRI を使用した新しい測定により、パターンが強化されました。この天体は太陽を通過した後も高い CO2 生成を維持します。

この豊富さは、異なる形成環境を示しています。この彗星は別の星系からやって来た。その化学的性質は、太陽の近くで誕生した彗星の支配的なパターンに従いません。

二酸化炭素は核近くでより集中しているように見えます。水蒸気は昏睡状態のより広い領域に広がります。メタンも彗星の中心に近づいています。 MIRI 画像は、このガスの空間分布を示しています。

彗星が遠ざかるとガス生成量が減少する

3I/ATLAS 活動は 12 月の 2 回の観測の間で減少しました。全体的なガス生産量は大幅に減少した。水蒸気は最も強い減少を示しました。この動作は彗星で予想される動作に従います。太陽熱が少ないということは、表面で蒸発する氷の量が少ないことを意味します。

メタンと二酸化炭素は安定した相対比率を維持しました。これら 2 つよりも揮発性が低い水は、より早く放出を停止しました。彗星は活動を続けましたが、ペースは遅くなりました。

MIRI 装置により、組成の詳細な分析が可能になりました

MIRIの中分解能分光計は赤外光を分解しました。このツールは、原子核の周囲のいくつかのガスを同時に測定しました。空の各点は完全なスペクトルを生成しました。この能力は、化合物の分布をマッピングするのに役立ちました。

科学者たちは、メタン、二酸化炭素、水の明確なスペクトル線を特定しました。ニッケルも測定結果に現れました。結果はThe Astrophysical Journal Lettersに掲載された。

星間天体の起源に関する示唆

3I/ATLAS の組成は、揮発性物質が豊富な領域での形成を示唆しています。高い二酸化炭素含有量と深層メタンの存在は、太陽系とは異なる状況を示しています。オブジェクトはソース システムからのマテリアルを保存します。

これは、太陽系への恒星間訪問が確認された3回目です。前の 2 つは、あまり詳細な化学データを許可していませんでした。ジェームス ウェッブは、こうした珍しい訪問者のために新たな観察の窓を開きました。

彗星 3I/ATLAS が太陽系から外へ出ます。彼は戻ってこないでしょう。近日点後の観測では、最も内側の物質が捉えられました。将来の研究では、このデータを他の星間天体と比較できる可能性があります。