太陽系を通過する彗星の最初の通り道の観測は、予期せぬ秘密を明らかにする
太陽系を通過する彗星の最初の通り道の観測は、予期せぬ秘密を明らかにする
(Fig.) アーティクル・イメージ (クレジット NASA)
彗星(Comets)は、太陽系の形成と進化の最も初期の段階への、私達の最も直接的なリンクです。新しい彗星が発見されたのは数年に1度だけで、それは太陽系を包囲する凍った物体のゾーンであるオートゥ・クラウド(Oort Cloud)から内部の太陽系への最初の旅行を行っています。このような機会は、天文学者に特別クラスの彗星を研究する機会を提供します。
NASAの航空望遠鏡に搭載された、赤外線天文学のための成層圏赤外線天文台(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)またはソフィア(SOFIA)。ミネソタ大学ミネソタ天体物理学研究所(University of Minnesota’s Minnesota Institute)のチャールズ・ウッドワード(Charles Woodward)チームリーダーは、C/2012 K1彗星（2012年に発見され、観測後にPan-STARRSとも呼ばれる）を観測し、初期の太陽系の進化についての洞察を探りました。
彗星C / 2012 K1のように、オートゥ・クラウドに由来する彗星は、太陽熱での加熱と放射線の影響を受けていません。これらの彗星の本質的な性質は、表面物質を保存して、ガスおよび塵粒子の組成を観察するために理想的なターゲットになることができます。
「彗星C / 2012 K1は、初期の太陽系の組成のタイムカプセルです」とウッドワード氏は述べています。「これらの天体を研究する機会は、私達の太陽系内の彗星の一般的な特徴と小さな天体の形成について、私達の理解に貢献しています」
チームは、昏睡しているような状態の彗星からの発光を研究するために、SOFIA望遠鏡のFORCASTのために、短波長カメラと長波長カメラを弱い赤外線カメラ(Faint Object InfraRed CAamera)で使用しました：彗星の核の周りに形成されるガスや塵は、太陽によって加熱されます。チームは、これらの観測で塵粒の大きさと組成を推定し、熱特性を同定して分類しました。
予期せぬことに、これらの観察結果は、彗星からの弱いケイ酸塩(silicate)の放出特徴を明らかにしました。以前のオートゥ・クラウド彗星観測で発見され予想される強いケイ酸塩の特徴ではありませんでした。これはHale-Bopp彗星やスピッツァー宇宙望遠鏡で行われた研究を含みます。 これらのケイ酸塩放射を分析し、それらを熱モデルと比較することで、研究者らは、コマ(coma)[彗星核の周囲を取り巻くエンベロープ(星雲状のガスやダスト)のこと]状態の塵粒が大きく、結晶性ケイ酸塩よりも主に炭素で構成されていると判断しました。 この組成は、オートゥ・クラウドの彗星がどのように形成されるかについての既存の理論的モデルに挑戦するものです。
「彗星は惑星と似た材料でできており、それらの中の塵を調べることで、岩石の惑星を形成するプロセスを含む初期の太陽系の内容、起源、進化を理解するのに役立ちます。」とウッドワード氏は述べました。
欧州宇宙局のロゼッタ・ミッション(Rosetta mission)やNASAのスターダスト・ミッション(Stardust mission)のような任務は彗星物質の直接サンプリングを提供していましたが、ソフィアに搭載されたような遠隔観測は、研究者に様々な種類の彗星の類似点と相違点を理解する機会を提供します。
「ソフィアの中赤外線で観測されたC / 2012 K1ケイ酸塩の特徴は、私達が観測のために提案するもののステージを設定しました。今後のジェームス・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、もっと遠く離れた彗星まで研究してください。」とウットワード氏は述べました。「私は、この2つのミッションの間に素晴らしい相乗効果があると思います。それはターゲットの選択と、ターゲットのフォローアップです。」
この研究は天体物理学ジャーナル(Astrophysical Journal)に掲載されました。
ソフィア(SOFIA)は直径100インチの望遠鏡を搭載するように改造されたボーイング747SPジェット機です。NASAとDLRのドイツ航空宇宙センター(German Aerospace Center)の共同プロジェクトです。カリフォルニア州シリコンバレー(Silicon Valley)にあるNASAのエイムズ研究センター(Ames Research Center は、ソフィア計画を管理、科学とミッションの運営を、メリーランド州(Maryland)コロンビア(Columbia)に本部を置く大学宇宙研究協会(Universities Space Research Association)と協力しています。シュツットガルト大学(University of Stuttgart)のドイツ・ソフィア研究所(German SOFIA Institute 、DSI)が参加しています。この航空機は、カリフォルニア州パームデール(Palmdale)にあるNASAのアームストロング航空研究センター(Armstrong Flight Research Center)のハンガー703(Hangar 703)に基づいています。
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地上の天文台や、ハッブルやケブラーのような望遠鏡を載せた衛星による観測手段の他に、ジャンボジェット機に観測機器を載せて空飛ぶ天文台にしているとは、NASAもいろいろとやっていますね。こうした観測の他に直接的な手段もあり、日本の小惑星探査機「はやぶさ」がそうした1つです。
日本の小惑星探査機「はやぶさ2」が、2019年11月13日に調査対象の「Ryugu」離脱を始め帰路につきました。無事に戻ってくれることを願っています。この調査目的の柱の1つに、有機物の採取ができれば生命起源の解明に役立つかもしれないことがあります。すなわち、彗星が何がしかの有機物を載せて宇宙を旅し、私達の惑星、地球に運び、生命の起源や進化に関与したと考えています。
彗星に有機物があるとして(現実に、ほうき部分などから観測されている)、それは、いつ、どこで、どんな方法で彗星に蓄えられたのでしょうか。宇宙空間は、多くの放射線が飛び交っており、彗星の表面は焼けてしまいます。なので、彗星の地表下(地下)に、そうした有機物がないと分解してしまいます。そんな場所に、どうやって仕込まれたのでしょうか !?
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