観測された恒星間彗星3I/Atlasは秒速57キロメートルの高速で太陽系へ進入し重力を振り切る双曲線軌道を描く

天文学者が望遠鏡を用いて観測したところ、別の恒星系から飛来した恒星間彗星3I/Atlasが秒速57キロメートルの速度で太陽系に接近している事実を確認した。この天体は太陽の重力に束縛されない双曲線軌道を進むため周回軌道には入らない。

最近発見されたこの天体は、過去に見つかったオウムアムアおよびボリソフに続いて3番目に認定された恒星間天体となった。初速度が脱出速度を上回るためスイングバイのような進路変更が生じる。太陽は最大3.8光年離れた物体に重力を及ぼすが3I/Atlasは捕獲されない。脱出する。

• 3I/Atlasの速度：秒速57キロメートル
• オウムアムアの速度：秒速26キロメートル
• ボリソフの速度：秒速33キロメートル

遠方恒星系からの重力放出と飛来

3I/Atlasのような天体は宇宙空間へ追放される前まで遠い恒星の周囲を公転していた。恒星同士の引力相互作用や恒星の爆発現象が星間空間への放出を引き起こす。

これらの天体は太陽系のような他の恒星系を横切るまで数百万年にわたって旅を続ける。望遠鏡は太陽と無関係な軌道を特定して外部起源を立証した。

軌道力学がその事実を裏付ける。

太陽重力を振り切る双曲線軌道の仕組み

双曲線軌道は天体が移動経路上の各地点で局所的な脱出速度を超えて進んでいる状態を示す。3I/Atlasは太陽系に侵入し、大きく曲がりながら軌道を形成することなく飛び去っていく。

太陽の重力場は進行方向を曲げるものの捕獲に必要な水準まで減速させない。観測班は深宇宙へと向かう現在の飛行経路を絶えず追跡する。

計算によると最接近時の相互作用は数週間にわたり継続し、コンピューターモデルは重力アシスト効果を再現する。

固有速度が際立つ太陽系彗星との差異

太陽系内部の彗星は近日点付近で秒速数十キロメートルに達する。恒星間天体は銀河環境から引き継いだ速度を保つ。

この速度差は3I/Atlasが外部起源である特徴を際立たせる。

2017年の先行観測で判明した加速要因

オウムアムアは2017年の太陽接近時に予想外の加速を示した。内部に閉じ込められた水素ガスの放出が自然な推力を生んだと説明される。太陽熱が内部から気体を放出させた。代替仮説には具体的な証拠が不足する。

データが明確に示す。

天体進路を曲げる重力相互作用の影響

接近通過によって3I/Atlasの進行方向は計算された角度へと曲がる。天文台はリアルタイムで軌道データを監視する。

運動エネルギーが太陽の引力に勝る。離脱後の天体は宇宙空間で永続的な移動を続ける。

太陽系外物質を示す化学成分の検証

研究班は他恒星系特有の比率で構成元素が存在している事実を検知した。分析結果は恒星間天体の分類を確定する。

望遠鏡が取得したスペクトルを局所物質と比較し、太陽系との無関連性を証明した。