太陽系外から飛来した恒星間天体3I/ATLASが、地球から17億7000万キロメートル離れた宇宙空間を通過した。時速20万9000キロメートルの猛スピードで深宇宙へ航行を続けるこの天体は、重元素が少ない恒星の外縁部にあるマイナス240度の極低温環境下で誕生したことが最新の精密観測によって明らかになった。
この天体の描く双曲線軌道は、太陽の重力に束縛されておらず、やがて太陽系の領域を永久に脱出することを示している。英国ノーザンブリア大学などの天文学者チームは、スペイン領カナリア諸島に設置された高感度光学機器のデータをもとに、通過していく天体のガスの尾に含まれる成分を詳しく解析した。
カナリア諸島の高精度観測網が捉えたプラズマ尾の分子構造
ラ・パルマ島のロケ・デ・ロス・ムチャチョス天文台にあるウィリアム・ハーシェル望遠鏡と新型分光器WEAVEが、この天体のガス構造のスキャンに投入された。観測チームはプラズマの尾から、分子状窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、メチリジンイオンという5種類のイオン種を同時に検出することに成功した。
一酸化炭素に対する分子状窒素の比率が極めて高かったことから、天体の氷が絶対温度30ケルビン未満、すなわち零下240度を下回る環境で凝縮したと結論づけられた。この温度水準は、母星からの直接的な放射が届かないほど遠く離れた外縁部で氷の塊が集合したことを物語っている。
ノーザンブリア大学のレア・フェレレック研究員は、太陽系とは完全に異なる領域で形成された物質を直接調べる極めて貴重な機会になったと説明した。窒素に富んでいるという事実は、母星から遠く離れた過酷な極低温下で形成された裏付けになると同氏は述べている。
南米チリの巨大望遠鏡が明かす母星の化学的特徴
ヨーロッパ南天天文台がチリで運用する超大型望遠鏡VLTによる追加観測では、天体に含まれる水の同位体比に焦点が当てられた。エディンバラ大学のシリエル・オピトム氏が主導する解析グループは、水素の同位体である重水素と軽水素の特殊な比率を確認し、極冷環境での形成説を強固にした。
さらに気化した物質に含まれる炭素12と炭素13の構成比も精査された。検出された数値は、水素やヘリウムより重い元素の割合が太陽の半分程度しかない低金属星の周囲で形成された環境と一致しており、この彗星を生み出した母星が太陽よりも古い世代である可能性を示している。
レア・フェレレック研究員は、こうした天体を1つ分析するごとに、他の恒星の周りで惑星系がどのように形成されていくのかを深く理解する手がかりになると指摘した。
宇宙空間の追跡網と固体核の規模
ハッブル宇宙望遠鏡による撮像データを分析した結果、核の直径は320メートルから5.6キロメートルの範囲にあると推定された。揮発した氷や塵が周囲に濃いコマを形成しているため、固体の表面を直接視認して正確な大きさを確定することは依然として困難な状態にある。
追跡観測にはジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡に加え、太陽系内を航行中の惑星探査機群も動員された。木星を目指すESAのジュース探査機をはじめ、マーズ・エクスプレスや火星周回機エクソマーズ、さらに火星表面で活動する探査車群が接近時に軌道やガスの計測を実施した。
3I/ATLASは、太陽近傍を通過したことが天文学的に確認された恒星間天体として史上3例目に位置づけられる。2017年にオウムアムアが初めて捉えられ、2019年にはボリソフ彗星が確認されていた。
太陽系接近から外縁到達までの観測記録
- 2025年7月1日 — チリのリオ・ウルタドにあるATLAS望遠鏡が天体を検出し、国際天文学連合の小惑星センターへ正式報告される。
- 2025年10月29日 — 世界時11時45分に太陽へ最も近づく近日点を通過し、1.4天文単位の距離まで接近する。
- 2026年7月6日 — ヨーロッパ南天天文台の研究チームが低金属星を起源とする古い天体である可能性を科学誌に発表する。
- 2026年9月8日 — 英国王立天文学会の月報にウィリアム・ハーシェル望遠鏡が検出した5種類のイオンに関する論文が掲載される。
- 2026年9月24日 — 地球からの距離が17億7000万キロメートルに到達した段階での包括的な観測結果が公表される。
母星同定の壁と遠ざかる観測機器
極低温や特異な化学環境が判明した一方で、現在の天文学的データでは3I/ATLASが弾き出された元の恒星を特定するには至っていない。天の川銀河内における故郷の星系の位置や詳細な座標は未解明のまま残されている。
太陽系外縁へ向かって遠ざかるにつれて、地上の光学機器による観測条件は急激に低下しつつある。時速20万9000キロメートルで深宇宙へ退く天体は見かけの明るさを急速に落としており、詳細な分光データの追加入手は限られていく見通しだ。