NASAゴダード宇宙飛行センターの天体化学者で惑星科学者でもあるマーティン・コーディナー率いる研究チームは今週、星間彗星3I/ATLASが太陽系で確認された最古の天体であるという極めて重要な発見を発表した。その形成は100億年から120億年前の間に起こったと推定されており、その独特の化学組成は、最近ネイチャー誌に掲載された論文で詳述されているように、初期の惑星系に存在する状態についての新たな洞察を提供するものである。
コーディナー氏は、3I/ATLASは直径約2.6キロメートルで、おそらく私たちの星系を通過したことが知られている最古の宇宙岩石であると説明した。同氏はまた、この宇宙領域で検出された星間天体としては3番目に過ぎないという、この天体の希少性も強調した。
証拠は、この彗星が摂氏マイナス243度程度の極寒の環境で発達したことを示唆している。この特徴は、約45億年前に誕生した地球や私たちの系の他の惑星の形成条件とは大きく異なります。 「私たちはこれまでに 3I/ATLAS のような天体を観測したことがありません」とコーディナー氏は語った。
分析はジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して行われ、科学者は同位体比を調査することができました。これらは水素や炭素などの化学元素の変化であり、その測定は 3I/ATLAS 彗星の起源を理解する上で極めて重要でした。
収集された水素同位体は、3I/ATLAS が形成された環境の放射線と温度に関する重要な情報を提供しました。同時に、炭素同位体は、彗星とその元の惑星系の両方を生じさせた星間ガス雲の組成の指標として機能しました。
最も注目すべき発見の1つは、太陽系の他の彗星と比較して、彗星の水中に水素の同位体である重水素が約30倍多く存在していることであった。炭素同位体の割合も、私たち自身の系の天体や星間雲で見られるものと比べて顕著な違いを示しました。
科学者のマーティン・コーディナー氏にとって、最も可能性の高い解釈は、3I/ATLAS は私たちの星とは異なる星の周囲で起こった惑星形成プロセスの残骸であるというものです。
「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による我々の観測により、3I/ATLAS ホームシステムの惑星形成環境が我々の太陽系とは著しく異なっていることが明らかになった」とコーディナー氏は述べた。同氏は、「おそらく、より寒く、金属の存在量が少なく、より強い紫外線と宇宙放射線にさらされていたのだろう」と付け加えた。
起源から遠く離れた氷の条件にもかかわらず、3I/ATLAS には有機分子が豊富に含まれていることは驚くべきことです。その中には、炭素、水素、窒素、酸素、硫黄を含む化合物があります。コーディナー博士は、この発見は「たとえ寒くて遠い起源であっても、私たちが知っているように、生命に不可欠な揮発性元素がこの遠い惑星形成円盤に豊富にあったことを証明している」と強調した。
3I/ATLAS の炭素組成の分析は、その形成が約 120 億年前、その地域での激しい星の生成の時期であることを示しています。宇宙が約 138 億年前にビッグバンで誕生したことを考えると、3I/ATLAS の時代は、宇宙が現在の年齢の約 13% にすぎなかった時代に位置しており、宇宙の原始状態の研究への貴重な機会を提供します。
研究者らは、この彗星は天の川銀河で形成されたと推測しているが、その年齢は別の銀河で発生した可能性を排除するものではない。コーディナー氏は、銀河間の距離は広大だが、「高速で移動する星間天体は、最も近い銀河の隣であるマゼラン雲からここに到達するのにわずか10億年しかかからないかもしれない」と推論した。
3I/ATLAS の元の惑星系からの放出は、他の惑星との重力相互作用によって起こった可能性があります。しかし、科学者たちはこの出来事が何らかの衝突の結果であった可能性も考慮している。
3I/ATLAS彗星は、2017年に観測された1I/オウムアムア彗星、2019年に発見された2I/ボリソフ彗星に続き、人類によって検出された3番目の星間天体です。その通過は、世界中の科学者や天文学者にとって引き続き興味深い研究対象です。
現在、3I/ATLAS の軌道は土星の軌道に向かっています。 2029年頃には準惑星である冥王星の軌道を超え、2035年頃には太陽系の外縁から外れ始めると予想されている。
より珍しい地球外の性質に関するいくつかの憶測にもかかわらず、研究者らは、3I/ATLAS が自然起源の物体であると確信し続けています。コーディナー氏は、「優れた科学者は常に自らの知識を更新しようとしますが、私たちは各仮説の証拠を非常に厳密に評価します。」と述べました。同氏は「この場合、我々が彗星のような天体を観測しているという証拠は最初から明らかであり、時間が経つにつれ、この解釈はその後の観測によって確認された」と結論づけた。