新たな研究によると、太陽系に到来した2番目の恒星間訪問者として知られる2I/ボリソフ彗星は、2019年に太陽系をすり抜けるまで、太陽系の恒星さえも訪れたことがなかったことが示唆されている。そのため、ボリソフ彗星は、天文学者によって観測された彗星の中で最も原始的な彗星の一つであり、科学的に重要な発見である。
そこにあるすべての将来の彗星には、必ず初めてのものが存在する。
ネイチャー・コミュニケーションズ誌に本日発表された新たな研究によると、星間彗星ボリソフの場合、恒星の周りを初めて回ったのは、たまたま2019年の太陽へのフライバイだったという。
これは非常に重要な出来事です。初めて観測された彗星（恒星間彗星であれ局地彗星であれ）を観測する機会が初めて得られたからというだけでなく、この最初のフレアアップによって天文学者たちは外来彗星とその化学反応を研究することができたからです。これは、異星、あるいは少なくともその一部が地球を訪れた稀有な事例でした。
実際、本日発表されたボリソフ関連の2番目の論文が指摘しているように、彗星の太古の表面から噴き出す塵のかけらから、彗星の母星系に関する驚くほど多くの情報が得られるのだ。
古代の歴史を持つ「汚れた雪玉」
彗星が多くの物語を語るのは当然のことです。アメリカの天文学者フレッド・ウィップルの言葉を借りれば、これらの「汚れた雪玉」は惑星系の外縁部で生まれるからです。カイパーベルトに位置するこれらの天体は、太古の昔から存在していますが、太陽風や放射線の影響を受けていないため、形成の源となったガスと塵の痕跡をそのまま残しています。
時折、凍ったガス、岩石、塵からなる汚れた雪玉は、カイパーベルトの位置から揺り動かされ、太陽系内へと旅立ちます。太陽の熱にさらされた表面が活発化するこれらの現象は、彗星として観測されます。多くの彗星は太陽系内への最初の旅を生き延びられない可能性が高いですが、生き延びたものは時折、再び太陽系に戻ってくることがあります（2061年に戻ってくるハレー彗星は、おそらく最も有名な例でしょう）。
しかし、ボリソフの場合、地球のカイパーベルトに相当する領域を漂っているときにも揺さぶられたが、主星に向かって漂流する代わりに、強力な重力による押圧を受けて恒星間を旅する惑星となった。
遠くから来た2人目の旅行者
アマチュア天文家のゲンナジー・ボリソフ氏によって発見された2I/ボリソフは、2017年のオウムアムアに続いて、これまでに発見された2番目の恒星間天体です。オウムアムアは（わずかな表面からの放射を除けば）小惑星と一致する特徴を示していましたが、ボリソフは核の周りに顕著なコマと明確な尾を持ち、彗星であったことはほぼ間違いありません。フライバイ中に一部が失われましたが、これは氷が急速にガスに変化した結果であると考えられます。
双曲線軌道に沿って移動していたボリソフは、火星と木星の中間点よりも太陽に近づくことはなく、その後、星間空間への旅を再開した。
天文学者たちにはこの天体を研究する時間がほとんどなかったが、2つの新しい論文はこの異様な天体についていくらかの洞察を提供している。
太陽の影響を受けない
北アイルランドのアーマー天文台・プラネタリウムの天文学者ステファノ・バヌーロ氏が率いる最初の研究では、ボリソフ彗星のコマの塵粒子によって散乱される光の偏光を測定しました。光は異なる媒質を通過する際に偏光するため、彗星の塵によって太陽光がどのように偏光するかを研究することで、科学者はそのような天体の物理学と化学について推論することができます。
バグヌーロ氏は電子メールで、チームでは「太陽系の小惑星やその他の小天体の表面構造と組成を研究」するために偏光測定法を日常的に利用していると述べた。ボリソフ彗星は太陽系を訪れた最初の恒星間彗星であるため、「他の太陽系の彗星とは異なる偏光特性を示すかどうかを確認するのは自然な流れだ」と考えたという。さらに、この彗星は他の恒星系の重要な特徴も明らかにする可能性があると、同氏は付け加えた。
このデータを収集するために、バグヌーロ氏らはチリにある超大型望遠鏡（VLT）を使用しました。この望遠鏡には偏光測定用のFORS2装置が搭載されています。ヨーロッパ南天天文台（ESO）が管理するVLTは、以前にも近隣の彗星の研究に使用されており、研究チームは同等の条件での比較を行うことができました。
結果は、C/1995（ヘール・ボップ彗星）を除いて、これまで近距離彗星では見られなかった偏光特性を明らかにしました。1995年に初めて発見されたヘール・ボップ彗星は、前例のない18ヶ月間、肉眼で観測可能でした。これまで、記録上最も鮮明な彗星とされており、天文学者たちは当時、ヘール・ボップ彗星が太陽の周りを2度目に周回していると考えていました。
「偏光測定は塵のサイズと組成に敏感なので、2つの彗星には物理的な類似点がいくつかあると示唆しています。特に、太陽に接近した際に放出された物質が純粋な状態であったことが挙げられます」とバグヌーロ氏は説明した。「ヘール・ボップ彗星は1997年の出現以前に一度だけ太陽に接近したと考えられており、そのため、その物質は太陽風や放射線によってあまり変化していないと考えられます。」
ヘール・ボップ彗星で観測された物質は「初期太陽系を代表する」ものだと彼は述べ、ボリソフ彗星が形成された環境は私たちの初期太陽系とそれほど変わらないと示唆しています。また、これらの観測結果は、ボリソフ彗星がこれまで太陽、あるいは他のどの恒星とも遭遇したことがなかった可能性が高く、結果として、これまでに発見された彗星の中で最も原始的な状態にある彗星である可能性もあることを示しています。
「2I/ボリソフ彗星はヘール・ボップ彗星以外のどの彗星とも異なるという主要な結果は、非常に強い」と、今回の研究には関与していないドイツESOの天文学者オリヴィエ・エノー氏はプレスリリースで説明した。「2I/ボリソフ彗星は非常に似た条件で形成された可能性が高い」
欧州宇宙機関（ESA）は、興味深いことに「コメット・インターセプター」を開発しています。これは、ターゲットが特定される前に打ち上げられる宇宙船です。この探査機は「宇宙空間で、これらの未確認天体、あるいは別の恒星間彗星の接近を待ち、それを迎撃する」とバグヌーロ氏は述べています。
異質でありながらも馴染みのある故郷
ネイチャー・アストロノミー誌に掲載された2つ目の論文は、ボリソフ星の活動期に周囲に巨大な塵粒子が存在していたことを記述している。筆頭著者でチリ・サンティアゴにあるESOの天文学者ビン・ヤン氏は、VLTと同じくチリにあるアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計を用いて、これらの巨大な塵粒子を観測した。
「アルマ望遠鏡の優れたミリ波感度は、ボリソフ・コマ内の大きな粒子を直接検出する唯一の方法を提供します」と彼女は電子メールで説明した。
これらの観測により、1ミリメートルを超える大きさの緻密な小石の存在が明らかになりました。これらの小石はすべて、近傍の彗星の遊離物質に見られるものとは異なる特徴を示しています。また、彗星内の一酸化炭素と水の量はフライバイ中に劇的に変化しました。これは、彗星が崩壊する小石雲の中で、母星系の異なる場所に起源を持つ物質から形成されたことを示唆しています。
https://gizmodo.com/interstellar-visitor-oumuamua-could-be-the-shattered-r-1846506878
「この発見は、ボリソフ星系が、おそらく私たちの太陽系と同様に、巨大惑星による重力撹拌によって、中心星から遠く離れた内部領域と外部領域の間で物質交換を行ったことを示唆している」とヤン氏は述べた。
したがって、この物体がどこから来たのかは全く分からないものの、その母星系は私たちの太陽系と多少似ており、木星や土星のような巨大惑星を含んでいると推測できます。
ヤン氏は、天文学者が将来さらに多くの星間天体を発見し、「その中には太陽系の天体とは著しく異なるものもあるかもしれない」と予想している。将来、次世代の望遠鏡が稼働すれば、毎年1つの星間天体が発見されるようになると彼女は予測している。
「ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡、超大型望遠鏡、そして30メートル望遠鏡といった一連の新しい大型望遠鏡が、数年後には利用可能になるでしょう」とヤン氏は述べた。「その頃には、将来の恒星間訪問者をより詳細に研究できるようになるでしょう。」
すごいですね。あとは望遠鏡を空に向けて待つだけです。
