天文学者たちは、昨年太陽系に迷い込んだ星間彗星「2I/ボリソフ」の化学組成を初めて測定した。
月曜日にネイチャー・アストロノミー誌に掲載された2つの別々の研究によると、高速で移動する氷のガスと塵の球体に、驚くほどの量の不快な一酸化炭素が含まれていることが明らかになりました。観測結果によると、ボリソフ彗星には、これまで太陽系内のどの彗星でも観測されたCOガスの3倍以上が含まれていました。
「一酸化炭素の量が多いということは、それが主星から非常に遠く離れた、あるいは比較的冷たい恒星のどちらかの非常に寒い場所から来ていることを示している」と、論文の共著者で米国アリゾナ州惑星科学研究所の上級科学者であるジャンヤン・リー氏は述べた。
「後者である可能性が高いと考えています。私たちの天の川銀河には、他のより高温の恒星よりもはるかに多くの赤色矮星が存在するため、この恒星は冷たい赤色矮星から来ていると考えられます。しかし、惑星が形成された当時、主星の周りで何が起こっていたのかを正確に知るには、まだ程遠い状況です。」
科学者たちは、彗星が太陽系を通過した際に、一酸化炭素、水蒸気、シアン化水素の匂いを検知しました。太陽放射によって彗星の外層が蒸発し、その内容物がガスと塵のきらめく流れとなって放出されました。これはハッブル宇宙望遠鏡で観測可能でした。
最初の論文を執筆したアラバマ州オーバーン大学のデニス・ボーデウィッツ率いる天文学者たちは、観測された一酸化炭素が彗星の核から直接発生したものであると確信している。一酸化炭素の氷は揮発性があり、太陽から110億マイル（約180億キロメートル）離れたところで蒸発し始める。一方、水の氷は約3億キロメートル（約3億キロメートル）離れた場所までそのままの状態を保つ。
「彗星が太陽から遠ざかっても、一酸化炭素の量は予想ほど減少しませんでした」とボーデウィッツ氏は述べた。「これは、彗星の原始的な層が観測されていることを意味します。これは、この天体が何でできているかを真に反映しています。」
リー氏はザ・レジスター紙に対し、一酸化炭素と低温の関係はガスの凝固点にあると説明した。「一酸化炭素の氷の凝固温度は華氏マイナス400度（摂氏マイナス240度）と、水の凝固温度である華氏32度（摂氏0度）や二酸化炭素の約華氏マイナス110度（摂氏マイナス79度）と比べて極めて低いため、一酸化炭素から低温を推測できるのです。」
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「彗星に大量の一酸化炭素が保存されているのがわかったとしたら、それは、彗星が大量の一酸化炭素の氷が存在できるほどの極低温下で形成され、その後、その低温より大幅に高温になることがなかったことを意味します。そうでなければ、一酸化炭素は気化して宇宙に失われていたでしょう。」
さようなら、ボリソフ
彗星は、生まれたばかりの恒星を周回する原始惑星系円盤の周囲に形成された残骸です。そのため、ボリソフ彗星のように太陽系のはるか彼方からやってきた彗星を研究することで、異星系内の環境を解明することができます。
「一般的に、彗星は太陽系における巨大ガス惑星とその主要な衛星の『最初の構成要素』と考えられています。ですから、この彗星は親星の周りを回る太陽系外惑星の構成要素を代表するはずです」とリー氏は述べた。
2つ目の論文を執筆したチームは、この宇宙からの訪問者は、準惑星から分離して宇宙に飛び出した破片である可能性があると考えている。「もしその天体が別の天体と衝突した場合、一酸化炭素を多く含む破片が宇宙空間に放出される可能性があります」と、この論文の筆頭著者であり、NASAゴダード宇宙飛行センターの天体化学専門家であるマーティン・コーディナー氏は述べた。
ボリソフは実際には彗星であり、より大きな太陽系外惑星の重力不安定性により故郷から追い出されて私たちの太陽系に迷い込んだ可能性もある。
「木星サイズの惑星が内側に移動すれば、多くの彗星を弾き出す可能性がある」とボーデウィッツ氏は述べた。
「その後、寒くて孤独な航海の後、2I/ボリソフは太陽系に接近し、ガスを放出し始め、内部の様子を私たちに見せ始めた」とコーディナー氏は付け加えた。
「私たちの太陽系は、恒星系間の距離に比べればとても小さい。ボリソフのように星間彗星が突進して的を射るというのは信じられないことだ」と彼は続けた。
しかし、彼らの幸運は今や尽きてしまった。科学者たちがボリソフ彗星をより詳細に研究できる可能性は低い。「残念ながら、この彗星は現在、私たちから急速に遠ざかっており、非常に暗い状態です」とリー氏はエル・レグ紙に語った。「いずれ太陽系から出て行って二度と戻ってこないでしょう。ですから、この彗星を再び観測する機会はもうないのです。」
この彗星については、研究者たちはその短い滞在期間中に収集されたあらゆる情報を統合し、この彗星がその誕生と長い旅について私たちに伝えたメッセージをより深く理解しようとしています。さらに、私たちは次にこのような彗星がやって来て、他の太陽系外惑星系のさらなる秘密を教えてくれることを待ち望んでいます。
この彗星は、クリミア半島在住のアマチュア天文家で望遠鏡製作者のゲンナジー・ボリソフ氏によって昨年8月に発見されました。太陽系初の恒星間彗星ではありますが、科学者が初めて発見した恒星間からの来訪者ではありません。その功績は、2017年に発見された葉巻型の小惑星「オウムアムア」に帰属します。®
