NASAのウェッブ望遠鏡が恒星間彗星3I/ATLASの重水素を約30倍と確認、太陽系誕生前に形成された可能性
NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が、恒星間彗星「3I/ATLAS」に太陽系の彗星の約30倍の重水素（重い水素）が含まれていることを捉えた。研究を率いたのは、NASAゴダード宇宙飛行センター（アメリカ・メリーランド州グリーンベルト）の天体化学者マーティン・コーディナー氏で、論文は2026年6月22日に学術誌ネイチャーに掲載された。
観測は2025年12月22日と23日に行われた。彗星は太陽に最も近づいたあと、太陽から遠ざかる途中だった。太陽の熱で古い氷が昇華して彗星の周りに明るいガスの層（コマ）ができたため、近赤外分光器NIRSpecで成分を詳しく調べることができた。
3I/ATLASは、1I/ʻOumuamuaと2I/Borisovに続き、太陽系の外から来たと確認された3番目の天体である。名前は発見に使われた小惑星警報システムATLASに由来し、このシステムはNASAが出資している。研究チームは通常の観測計画を中断する許可を得て、望遠鏡を彗星に向けた。
コーディナー氏は「遠い銀河から来た古い天体を研究する、またとない機会だった。おそらく私たちの太陽や太陽系より前に存在していた天体だ」と述べた。さらに同氏は、「この天体から、遠く離れた時間と場所についての直接の情報が得られる。同時に、私たちの太陽系がどれほど珍しいのかも分かってくる」と説明した。
低温で古い環境で生まれた証拠となる化学成分
重水素の割合が高いことから、この彗星は30ケルビン以下、摂氏マイナス243度ほどの極低温の環境で生まれたとみられる。その環境では強い放射線を浴びたが、長期間の加熱はなかった。そのため、重い水の氷が地球にある普通の水（H2O）に変わることはなかった。
NIRSpecは、炭素12に比べて炭素13がごくわずかしか含まれていないことも検出した。炭素13は星が生まれて死ぬ過程で少しずつ宇宙空間に増えていくため、その少なさは、星の活動が盛んだった「宇宙の正午」と呼ばれる時期に彗星が作られたことを示している。この時期は、太陽が誕生した約45億年前より数十億年前にあたる。別の研究では、ネイチャー・アストロノミー誌に掲載されたメタンの分析で、重水素の割合が約3.2%と報告された。これは彗星の水の約3倍にあたる。
- 推定年齢：100億〜120億年前で、太陽系の年齢の2倍以上。
- 重水素の濃度：太陽系の彗星の約30倍。水に含まれる重水素の比率は0.98%。
- 炭素の特徴：炭素12が多く、炭素13はわずか。重い元素が少ない環境の特徴。
- 起源の条件：太陽系の外にある、冷たく濃い星間雲で、形成以来ずっと凍った状態だったとみられる。
チリの望遠鏡で確かめられた、古い円盤の外縁という出生地
ウェッブの結果は、英国エディンバラ大学の天文学者シリエル・オピトム氏が率いた独立した研究でも補強された。この研究では、チリにある欧州南天天文台（ESO）の超大型望遠鏡（VLT）を使い、彗星が放出したシアン化物に含まれる炭素と窒素の同位体の変化を調べた。その結果、彗星は古い恒星の周りにある円盤の、冷たい外縁で生まれたことが確かめられた。
ゴダード宇宙飛行センターの研究者で共著者のステファニー・ミラム氏は「私たちにとって、これらの希少な同位体を見つけることは魅力的だ。しかし大きな目的は、銀河のほかの場所で生命につながる化学反応が起きる可能性を分析することにある」と述べた。太陽系は、化学物質から生命が生まれた場所として知られる唯一の例である。ウェッブ望遠鏡は、NASA、欧州宇宙機関（ESA）、カナダ宇宙庁（CSA）の共同事業である。
ただし、彗星がどの恒星から放出されたのか、どの惑星系にあったのかは、まだ特定されていない。天の川銀河での重力の影響によって、彗星の軌道を1000万年以上さかのぼって追うことはできない。3I/ATLASは双曲線軌道を進み、太陽系を去ったあとに戻ることはない。
