アーティストのイラストには、木星型天体である彗星 41P/タットル・ジャコビニ・クレザークが、凍結したガスが昇華しながら物質を宇宙に放出しながら太陽に接近している様子が示されている。研究者らはNASAのハッブル宇宙望遠鏡からの画像を分析し、これらのジェットが彗星の回転を変化させ、彗星の回転を逆方向に引き起こしていることを発見した。
NASA のハッブル宇宙望遠鏡を運用している天文学者らは、小型彗星が速度を落とし、その後回転方向を完全に逆転させたことを示す最初の証拠を発見した。この発見は、予測不可能な活動が太陽系の小さな天体の回転や物理的進化にどのような影響を与える可能性があるかを示す明確な例を提供します。
彗星41Pと呼ばれるこの物体は、おそらくカイパーベルトで形成され、木星の重力によって現在の軌道に向けられたと考えられる。現在、5.4年ごとに太陽系内部を訪れています。
2017 年に太陽に最接近した後、科学者たちは彗星 41P の自転が大幅に減速していることに気づきました。 2017年5月に収集されたNASAのニール・ゲーレルス・スウィフト天文台のデータによると、アリゾナ州ローウェル天文台のディスカバリーチャンネル望遠鏡で観測された同年3月の記録よりも、この天体の回転速度が3倍遅くなっていることが示された。
その後のハッブル観測に基づいた新たな分析により、彗星の回転はさらに予期せぬコースをたどったことが明らかになった。
2017年12月にハッブルが捉えた画像では、スウィフトが測定した46～60時間とは対照的に、彗星の自転が再び大幅に速くなり、約14時間で自転を完了することが示された。研究者らによると、最も単純な説明は、彗星はほぼ停止するまで減速し続け、その後、表面に放出されたガスの噴流によって逆方向に回転したというものだという。
この発見を詳述した科学論文は、最近『The Astronomical Journal』に掲載されました。
小さくて影響力のある核
ハッブルのおかげで彗星の核の大きさも推定できるようになった。直径は約0.6マイル、約1キロメートルで、エッフェル塔の高さの約3倍に相当する。
このサイズは彗星としては特に小さいと考えられており、そのため回転が変化したり逆転したりする可能性が高くなります。
彗星が太陽に近づくと、激しい熱により表面の凍った氷が昇華し、物質が宇宙に放出されます。
「地表から放出されるガスジェットは小さな推進剤として機能する可能性がある」と記事の著者でカリフォルニア大学ロサンゼルス校の研究者であるデイビッド・ジュイット氏は説明する。 「これらのジェットが不均一に分布すると、彗星、特に小型彗星の回転を大幅に変える可能性があります。」
当初、彗星は特定の方向に回転していましたが、その動きに逆らって推進するガスの噴流により、徐々に速度が低下しました。ジェットが活動を続けると、最終的には彗星が逆方向に回転し始めました。
「メリーゴーランドを押すようなものです」とジュイット氏は言う。 「一方向に回転しているときに、反対方向に押すと、速度を落として回転方向を逆転させることができます。」
急速な変化の兆し
この研究では、前回の出現以来、彗星の全体的な活動が大幅に減少していることも示された。 2001 年に近日点を通過する際、彗星 41P はその大きさからは想像できない異常な活動を示しました。 2017 年までに、ガス生産量は約 1 桁減少しました。
この変化は、彗星の表面が加速進化の過程にある可能性を示唆しており、これはおそらく表面近くの揮発性物質の枯渇、または表面上の塵の絶縁層の形成によるものと考えられる。
彗星の構造のほとんどの変化は起こるまでに数世紀以上かかりますが、彗星 41P で観察された急速な回転変化は、人間の時間スケールで進化の過程を観察するまたとない機会を提供します。
測定されたトルクと質量損失率に基づいたモデル化は、継続的な回転変化が、ある時点で彗星 41P の構造不安定につながる可能性があることを示しています。彗星の自転が速すぎると、遠心力がその弱い重力と凝集力に打ち勝ち、断片化または崩壊を引き起こす可能性があります。
「私の予測では、この炉心はすぐに自己破壊するだろう」とジュイット氏は語った。
それでも、41P彗星は現在の軌道上に約1,500年間存在していた可能性が高い。
データアーカイブでの発見
ハッブルは 35 年以上にわたり、宇宙全体から画像データと分光データを収集してきました。これらの観測結果はすべて、ハッブル自体を含む十数件の天文ミッションからの情報を保管するデータセンターである宇宙望遠鏡用ミクルスキーアーカイブで入手できます。
ジュイット氏はアーカイブを閲覧し、彗星 41P に関する観測が他の研究者によってまだ分析されていないことに気づいたときに発見した。
NASA の科学データに誰もがアクセスできるようにすることで、数年、さらには数十年前に行われた観測を再検討して、新たな科学的疑問に答えることができます。多くの場合、科学者は新たな観測だけでなく、数十年にわたる宇宙探査で構築された膨大なアーカイブを探索することによっても発見を続けています。
