新たなオウムアムア理論は、さらに多くの恒星間訪問者が地球に向かっていることを意味するかもしれない

2017年に太陽の近くを横切ったオウムアムアは、天文学者の予想を打ち砕いた。丸くはなく、細長く、赤みがかった色で、本来の氷の球とは似ても似つかなかった。さらに悪いことに、まるで自力で動いているかのように飛び去っていった。太陽系で初めて発見されたこの恒星間物体は、どのような天体が主星から逃れる可能性が高いか、またその方法に関して研究者らが抱いていた想定を覆すものとなった。3年経った今も、研究者らはどこで間違えたのか解明しようとしている。

月曜日にネイチャー・アストロノミー誌に掲載されたコンピューターシミュレーションに基づく新たな結果は、オウムアムアの謎をすべて1つの説明にまとめることを目指している。昔々、遠く離れた恒星が彗星または惑星の破片を切り裂き、薄い彗星と小惑星の混成物を宇宙に撒き散らしたというものだ。この理論が正しいと証明されれば、オウムアムアは銀河中の同様の恒星から放出された無数のそのような物体のうちの1つに過ぎないことになる。

「私たちが提案したこのシナリオは一般的であると確信しています」と、フランスのコート・ダジュール天文台の研究者でこの論文の共著者であるユン・チャン氏は言う。「将来的にはオウムアムアのような物体がさらに見られるようになると期待しています。」

天文学者たちは、10 年近くもの間、星間侵入者の最初の兆候を心配しながら待っていたが、それはオウムアムアとはまったく似ていなかった。それは彗星、つまり太陽の光で溶けて劇的な尾を落とすほこりまみれの雪玉であるはずだった。太陽系の彗星は、太陽の領域の端まで押しやられるループ軌道を描いており、わずかな重力の刺激で自由になることができる。（昨年、自然はこの直感に応え、古典的な彗星であるボリソフが太陽系で発見された 2 番目の星間物体となった。その後、太陽の周りを回転した後、粉々に砕け散った。）

オウムアムアは、太陽系によくある別のタイプの小天体である小惑星に似ていた。この小石だらけの砂の山は暗くて乾燥しており、太陽が干渉する水や氷はほとんどない。オウムアムアの背後に尾があるという証拠は何度も見つかっていないが、不可解なことにガスの噴流に押されたかのようにオウムアムアはスピードを上げて去っていった。何がオウムアムアを急いで後退させたのか？そして、それが主星の近くに集まる傾向がある小惑星だとしたら、何がオウムアムアを宇宙空間に追い出したのか？

「彗星」や「小惑星」という呼び名はどちらも当てはまらず、オウムアムアの主星の周囲に何か新しいものが形成されたことを示唆している。推測はエイリアンの宇宙船からふわふわした氷の雲まで多岐にわたる。「本当に謎です」とSETI研究所の天文学者マティヤ・チュク氏は言う。「私たちには理解できないのです」

2017年後半、チュク氏は「潮汐破壊」と呼ばれる現象が葉巻型の物体を生み出した可能性があると示唆した。潮汐力は、月が地球の周囲を引き伸ばし、海岸に対する海面の毎日の上昇と下降を引き起こすなど、重力が物体を歪める力の背後にある。また、ブラックホールが宇宙飛行士をスパゲッティのように引き伸ばして殺す多くの方法の1つでもある。チュク氏は、同様の現象が惑星全体をリボン状の糸に引き裂いた可能性があり、オウムアムアはそのようなハルマゲドンの漂流物の一部である可能性があると提唱した。

チャン氏の研究はチュク氏の考えをさらに推し進め、物理的詳細を盛り込んで実現可能かどうかを検討した。チャン氏と同僚は、小惑星のような物体（チャン氏はこれを「宇宙に浮かぶ砂の城」に例える）の粒子が重力によって突かれたり押し付けられたりしてどのように再配置されるかを検討する人気のシミュレーションを修正した。彼らはさまざまな物体をデジタルの恒星に繰り返し投げつけ、オウムアムアに何が起こったかを推測した。

チャン氏によると、おそらく彗星として誕生したのだろう。惑星や赤ちゃん惑星である可能性もあるが、それらの天体はオウムアムアの推定組成と一致する可能性は低い。彗星が太陽の半分ほどの質量を持つ主星のそばを旋回した際、潮汐力による死の圧迫を受けて粉々になった。チャン氏はまた、破片を熱モデルで分析し、主星の熱によって各破片の表面が焼けて乾燥したパリパリした地殻になったことを発見した。同じ圧迫により、オウムアムアを含むいくつかの破片が星間空間に飛ばされたと考えられる。

張氏は、当初は彗星の形状を説明することだけを目的にしていたが、この理論がオウムアムアの奇妙な加速も扱えることに驚きを隠せなかった。太陽系に到着すると、より重く明るい太陽からの熱が地殻の奥深くまで達し、残留氷を解放したと考えられている。蒸発した物質が物体を押し上げ、目に見えないまま宇宙へと逃げていった。「私たちの分析は、オウムアムアの特徴のすべてをシミュレーションで説明できることを示しました」と張氏は述べ、乾燥した小惑星のような外観と彗星のような活動の両方を説明した。

研究者たちは、この一連の出来事が3年前に通過した瓦礫の集まりを確かに生み出したかどうか確信が持てない。しかし、このプロセスがシミュレーションが示唆するほど簡単に進行するなら、恒星間空間には本当に数え切れないほどの破片が散らばっている可能性がある。チャン氏は、各太陽系からオウムアムアのような物体が100兆個も噴出する可能性があると推定している。

しかし、他の研究者にとって、オウムアムアは謎に包まれたままだ。チュク氏は、潮汐破壊によって葉巻型の天体が転がり落ちることをシミュレーションで確認できたのは喜ばしいことだが、恒星が実際に彗星を破壊できる頻度はどのくらいなのか疑問に思っている。「惑星を 1 つ粉砕すれば、大量の質量が得られます」とチュク氏。「彗星を扱う場合は、恒星 1 つにつき地球の 10 倍の質量を粉砕する必要があります。つまり、基本的に [彗星] すべてです」

張氏はまた、この理論全体がオウムアムアが細長いという仮定に基づいていると指摘する。昨年の夏のある分析が示唆したように、この物体がソーセージというよりはパンケーキに近い形であれば、潮汐の起源に関する物語全体が崩れ去ることになる。

探査機は現在、天王星を通り過ぎて、どんな望遠鏡も届かないところまで飛んでいるため、研究者たちはオウムアムアがどんな姿をしているのか、どのように形成されたのかを決して確実に知ることはできない。しかしチュク氏によると、2022年に広範囲にわたる定期的な調査を開始する予定のヴェラ・C・ルービン天文台は、毎年1つの恒星間天体を発見するはずだという。そのとき初めて、天文学者は宇宙でどんな天体が飛び回っているのかを把握できるようになる。「物理学をする前に、切手収集をしましょう」と氏は言う。「他に空から何が落ちてくるのか見てみましょう。」