最新の宇宙彗星は死にゆく星の吐瀉物から生まれたかもしれない

ハレー彗星から地球、木星に至るまで、太陽系のほぼすべての氷、岩石、ガスの塊は、太陽の誕生後に残った塵とガスの渦巻く雲から同じように形成された。そのため、天文学者が、蒸発する彗星のような煙を背に星間空間から猛スピードで飛来する未知の物体を発見したとき、彼らは当然、それが他の恒星の周りで同じように発生したと想定した。

しかし、もしそうでなかったらどうなるだろうか。ボリソフ彗星として知られる恒星間訪問者が、彗星のまったく新しい生成方法の最初の例であるとしたらどうだろうか。民間企業スペース・イニシアティブの物理学者マーシャル・ユーバンクスは、1980年代にNASAジェット推進研究所にいた頃から、死にゆく恒星の周囲にある宇宙の汚れが同様の生成行為を行うことができるかどうか考えてきた。もしもスパッタリングする恒星から放出された雲が集まって固体の塊になるなら、恒星間空間はそのような暗い彗星のような物体で満たされている可能性がある。そしてボリソフ彗星は、天文学者がこの目に見えないプロセスを研究するつかの間の機会となる可能性があると彼は最近のarXivプレプリントで主張している。

「これは、たまに保管庫から取り出される映画のようなものです」とユーバンクス氏は言う。「すぐになくなってしまうので、今何をすべきか考えなければなりません。」

彗星、あるいは惑星を作るには、2 つの簡単な条件が必要です。重力で材料を引き寄せるのに十分な量の塵とガスが必要であり、材料が離れてしまうほどの運動があってはなりません。太陽系は若いころはこれらの条件を満たしていましたが、ユーバンクス氏は、太陽系が老齢期に 2 度目の世界の創造爆発​​を起こす可能性があるのではないかと考えます。

太陽のような恒星（質量が太陽の約1～10倍）は、燃料を使い果たすと赤色巨星に膨れ上がり、激しい激動で中心核から炭素と酸素を掘り出して放出し、最終的には小さくとも輝く白色矮星に崩壊する。この輝く残骸は天文学者にとって投光器のような役割を果たし、恒星が死ぬときに放出した物質すべてを照らし出す。その物質は「惑星状星雲」と呼ばれる、巨大で写真映えするガスと塵の泡だ。

これらの星雲を詳しく観察すると、太陽系全体と同じくらいの大きさの巨大なガスの球が主星から飛び去っているのが明らかになった。地球と同等かそれ以上の質量を持つこれらの「彗星の塊」には、ボリソフのような天体を形成するのに十分な物質が含まれている。そして、白色矮星の段階で静かに輝く恒星のおかげで、この塊は実際に自力でまとまるほど平穏な状態を保っているのかもしれない。さらに、太陽系は誕生時よりも死にゆくときにはるかに多くの物質を放出するため、ほとんどの恒星間飛行物体がその寿命の終わりに来るのは当然だとユーバンクスは言う。

そのため、ボリソフは「スターダスト彗星」の有力候補となり、初期の観測ではこの異例の可能性は排除されていない。このような仮想の彗星を構成する成分は、標準的な惑星彗星を構成する成分とは異なる。多くの彗星は、例えば、恒星の激動中に中心核から掘り出された特定の形態の炭素でいっぱいになる。炭素は酸素を吸収する傾向があるため、水の形成が妨げられ、ユーバンクス氏は、ボリソフが乾燥しているように見えるのはそのためかもしれないと述べている。

彼はまた、この彗星の軌道を宇宙空間までさかのぼって追跡したところ、ボリソフ彗星は、ウルフ360流と呼ばれる類似の恒星の流れから発生したようだ。この流星群が若かったら、この理論は成り立たなかっただろう。しかし、この流星群は十分に古いものと思われるため、死んだ恒星が炭素を豊富に含む使者を送り出している可能性は十分にある。

ユーバンクス氏はまた、もしボリソフの尾が本当に星屑彗星であるなら、尾に見えるさまざまな成分の具体的な量についても予測している。「重要なのは、それが検証可能であることです」と同氏は言う。「そこに水があるか、ないかのどちらかです。炭化ケイ素があるか、ないかのどちらかです。そして、良い望遠鏡で見ればわかるはずです。」

現在、アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ誌で査読を受けているこの論文が、ボリソフが太陽のまぶしさから遠ざかる一方で、あまり遠く離れてしまう前に、天文学者たちがこの春に適切な測定を行うきっかけになることを期待している。「今から3月までが、そのような問題を解決する時期です」と彼は言う。「そして、1年後には手遅れになります。」

他の研究者は、このアイデアにはもっと理論的な研究が必要だと言う。「これは、いくつかの暗黙の奇跡をもたらします」と、惑星状星雲の研究にキャリアを捧げてきたヴァンダービルト大学の天文学者ボブ・オデルは言う。彼は、壊れやすい彗星の塊が、固体の物体に集まるまで生き残ることができるかどうか疑問に思っているが、ボリソフがそのような遠く離れた物体の結晶である可能性があるという考えには興味をそそられる。「私のように惑星状星雲の凝縮に魅了されてきた人々にとって、それが近くで見ることができるものにつながる可能性があるのはうれしいことです」と彼は言う。

死にゆく恒星が吐き出す物質のほんの一部でも塊状の固体物質になれば、ボリソフ彗星のような彗星が恒星間空間に散らばり、太陽系がどのように形成されるかという理論を刷新することになるかもしれない。「星間物質はレーズンパンのようなものになるでしょう」とオデル氏は言う。「そしてそれが惑星形成のプロセスを変えるのです」

天文学者たちはボリソフとその謎の先駆者であるオウムアムアの連続発見に恵まれたかもしれないが、近々登場する大型シノプティック・サーベイ・テレスコープ（LSST）などの次世代の天体スキャン機器は、2023年から太陽系にどのような天体が飛び込んでくるのか、天文学者がより徹底した調査を行うのに役立つだろう。「LSSTはボリソフやオウムアムアのようなものを大量に発見するはずです」とユーバンクス氏は言う。「私たちには、それらの疑問に答え始めるチャンスがあります。」