オウムアムアが太陽系を訪れてから3年、科学者たちは葉巻のような形状など、その謎めいた特徴のいくつかを解明しようと苦心してきました。最先端のコンピュータモデルは、この天体がどのように形成され、どのようにして恒星間侵入者となったのかを示す、魅力的な新たな手がかりをもたらしています。
本日Nature Astronomyに掲載された新たな研究によると、恒星間天体「オウムアムア」は、主星に近づきすぎた母天体の歪んだ破片である可能性が示唆されている。コート・ダジュール大学のユン・チャン氏とカリフォルニア大学サンタクルーズ校のダグラス・リン氏が執筆したこの論文によると、このプロセスは「オウムアムア」の細長い形状やその他の特徴を生み出しただけでなく、星間空間への放出にもつながったという。
2017年10月19日にパノラマ・サーベイ望遠鏡・迅速対応システム1（Pan-STARRS1）によって初めて発見されたオウムアムアは、天文学者によって初めて発見された恒星間天体です。別の恒星系に起源を持つという点に加え、この天体は細長い形状、実質的に存在しない彗星のようなコマ、そして重力に起因しないわずかな加速率など、いくつかの特異な特徴を備えていることが確認されました。
オウムアムアが彗星というより小惑星に似ているという指摘は、特に厄介な点である。恒星間物体に関する従来の理論では、それらは重力相互作用によって星間空間に投げ出された氷の天体であり、恒星系の外縁部（太陽系のオールトの雲に類似）から発生するとされている。しかし、オウムアムアは彗星ではなく、表面は乾燥しており、揮発性物質（水のように物質の状態を容易に変化させる化合物）が明らかに存在しない。
これまでのところ、コンピュータモデルは星間天体の形成条件を十分に再現できていないため、科学者は代替の形成・放出シナリオを考案する必要がある。しかし同時に、星間天体の総数は膨大であると予想されるため、このシナリオは何らかの稀有な、あるいは異常なプロセスであるはずがない。
「オウムアムアの発見は、岩石質の星間天体の数がこれまで考えられていたよりもはるかに多いことを示唆しています」と張氏はプレスリリースで述べた。「平均すると、各惑星系はオウムアムアのような天体を合計で約100兆個放出するはずです。このような天体を生成するには、非常に一般的なシナリオを構築する必要があります。」
張氏と林氏が「潮汐破砕シナリオ」と呼ぶこのシナリオは、主星に近づきすぎた親天体の構造ダイナミクスをシミュレートしたコンピュータモデルによって裏付けられた、優れた解決策を提供する。モデルが示すように、微惑星（初期惑星）や地球型惑星のような親天体は、主星から数十万キロメートル以内に近づくと、歪み始め、しかもその歪みは非常に激しい。
この工程は、プレイドーのボールから極細のヘビを作るのに似ています。プレイドーが徐々に薄くなっていくにつれて、小さな塊が剥がれ始めますが、それぞれの破片は細長い形状を保っています。
オウムアムアやその他の誕生間天体の場合、高温で細長い破片は非常に柔軟で、小さな破片の寄せ集めで構成されています。この緩やかな物質の集合体が主星から遠ざかるにつれて、破片は急速に冷え、互いに凝固し始め、天体の最終的な形状と構造的完全性を規定する地殻を形成します。コンピュータモデルによると、長軸と短軸の比は最大10:1に達することがあります。
https://gizmodo.com/interstellar-comet-oumuamua-has-a-built-in-propulsion-1827216511
破片がまだ非常に高温の状態で、揮発性物質は表面から蒸発しますが、水などの一部の揮発性物質は内部に残ります。これらの揮発性物質は地殻形成時に天体内部に閉じ込められますが、ガス放出と呼ばれるプロセスによって放出されます。今回の研究によると、これはオウムアムアが太陽によって温められ、非重力加速度を生み出した際に起こったとのことです。つまり、オウムアムアには推進システムが組み込まれているということです。
この新たな論文は「オウムアムアの様々な特異な特性を、単一の首尾一貫したモデルで説明するという驚くべき仕事をしている」と、アメリカ海軍兵学校の天文学者でオウムアムアの専門家であるマシュー・ナイト氏は、カリフォルニア大学サンタクルーズ校のプレスリリースで述べた。「今後数年間で新たな恒星間天体が発見される中で、オウムアムアのような特性を示すものがあるかどうかを見るのは非常に興味深い。もしそうなら、今回の研究で説明されたプロセスが広範囲に及んでいることを示唆している可能性がある」とナイト氏は述べた。ナイト氏は今回の研究には関与していない。
この研究の興味深い示唆は、パンスペルミア説、すなわち太陽系外惑星が他の惑星、特に母系外の惑星に生命を宿すという仮説上のプロセスのメカニズムを示唆している点です。しかし、このプロセスには膨大な熱と力が伴うため、ヒッチハイクする微生物は極めて耐久性が高くなければなりません。パンスペルミア説は依然として異端の理論であるため、この可能性については今後の研究でさらに検証する必要があります。
今後に向けては、より多くの星間物体を検出する必要があります。ナイト氏が述べたように、同様の形状の物体の発見は、この刺激的な新理論を裏付ける上で大きな役割を果たすでしょう。
