謎の星間訪問者の奇妙な加速がついに解明される : ScienceAlert

May 02, 2023

現在、太陽系から長い旅を続けている星間天体には、その奇妙な癖にもかかわらず、完全に自然な説明がついています。

新しい研究によると、オウムアムアの独特の加速は、完全に分子状水素ガスの放出によるものであることが確認されています。

カリフォルニア大学バークレー校の天体化学者ジェニファー・バーグナー氏とコーネル大学の天体物理学者ダリル・セリグマン氏によると、これは、葉巻型の岩石の塊が惑星の種子として始まり、その後、解き放たれて銀河系をさまようようになったというさらなる証拠だという。星。

これは洗練された解決策であり、「微調整することなく、つまり物体の性質についての異常な主張に頼ることなく、オウムアムアの特異な特性の多くを説明できる」と研究者らは書いている。

「オウムアムアが初めて私たちの地平線に現れたのは、太陽に最接近してからわずか 1 か月後の 2017 年 10 月で、宇宙を旅し続けながら、旋回しながら太陽系から猛スピードで戻ってきました。

私たちは当時、そしてそれ以来、このようなものを私たちの家の星系で見たことがありませんでしたが、それは天文学者にとって今でも非常に興味深いものです。

まずはその形状です。 オウムアムアは葉巻のように細くて長く、長さは最大400メートル（0.25マイル）に達します。 太陽系の他の彗星や小惑星はこのような形をしません。

「オウムアムアも、横に置いたボトルのように、回転するようです。 そして、この物体には彗星のような氷は含まれておらず、私たちが検出できるようなガスも放出していないようですが、小惑星の軌道のように重力だけでその軌道を説明することはできません。

氷が昇華する際の彗星のガス放出は、彗星にさらなる加速源を与え、これは天文学者が「オウムアムア」で観測したことと一致している。 これは、それが彗星と小惑星の両方に何らかの形で似ていることを示唆しています。

訪問以来数年が経ち、科学者らは「オウムアムアはおそらく、別の天体と衝突した微惑星、つまり形成途中の赤ちゃん惑星から砕けた破片である可能性が高い」と判断した。

このような衝突は、形成中の惑星系では前例のないことではありません。 私たちの地球は、別の惑星サイズの物体に衝突され、月を形成した塊が砕けたと考えられています。 オウムアムアの場合、微惑星の破片はその星系から完全に放出されました。

2020年、セリグマン氏は「オウムアムアの加速は水素分子（H2）の昇華に起因する可能性がある」と提案する論文を共同執筆した。

水素分子は光を発したり反射したりしないため、宇宙で検出するのは非常に困難です。 もしオウムアムアが水素分子を放出していたとしたら、私たちが通常彗星の活動の痕跡を観察するような方法でそれを見ることはできないだろう。

一方で、2020年に研究者らが提案したように、「オウムアムアは分子状水素氷山である」可能性は低いと示唆されており、ベルグナー氏とセリグマン氏は、物体がどのように分子状水素を含む（そして昇華する）かを決定するためにモデリングに戻った。

彼らは、水の氷が豊富な物体への放射線照射を通じて、この説明が妥当であることを発見しました。

電離放射線が物体に当たると、放射線分解プロセスにより水分子が分裂して水素分子が生成されます。

「このモデルでは、オウムアムアは氷の微惑星として始まり、星間旅行中に宇宙線によって低温で照射され、太陽系を通過する間に温暖化を経験した。」と彼らは論文に書いている。

既存の一連の実験証拠は、水 (H2O) 氷の処理により H2 を一貫して効率的に分離できることを示しています。 H2 の大部分は、一定の温度に加熱されるまで水マトリックスに閉じ込められたままになります。 水が加熱されてアニールされると、分子状水素が逃げます。

研究者らは、水の氷自体の昇華では、観測された加速度の最大 50 パーセントしか生じないと指摘しています。 しかし、水素分子はそれを非常にわかりやすく説明します。

「オウムアムアは今、かなり離れたところにあり、高速で移動しています。 私たちがすでに得ている観察以上に、今それをより詳しく観察する実際の可能性はありません。

したがって、チームが分子状水素について正しいかどうかは、未解決の問題のままになるだろう。

しかし、それはすべての条件にチェックを入れており、彗星活動の検出可能なトレーサーなしで非重力加速を示す他の天体（太陽系外縁天体や将来発見される他の星間天体）を観察することでテストできると彼らは言う。 。

「非重力加速とかすかな昏睡状態を伴う小天体が今後検出されれば、『オウムアムア』の起源についての洞察が得られる可能性がある」とベルグナー氏とセリグマン氏は書いている、「たとえそれが太陽系を離れて久しいものであっても」。

この研究は『Nature』誌に掲載されました。

2023 年 3 月 29 日更新:この論文が発表された後、ハーバード大学の天体物理学者アヴィ・ローブ氏（以前「オウムアムアは地球外起源の天体である可能性がある」と示唆していた）はサイエンスアラートに連絡し、ベルグナー氏とセリグマン氏による新しい研究にはオウムアムアの表面温度に関する計算ミスが含まれていると主張した。

ローブ氏の反論は、韓国天文宇宙科学研究院の天体物理学者ティエム・ホアン氏との共著による新しいプレプリント論文に詳述されており、計算ミスが水素のガス放出の熱速度に影響を与え、そのモデルを維持できなくなる可能性があることを示唆している。

この議論に応えて、ベルグナー氏はサイエンスアラートに対し、「H2蒸発冷却や水の氷の焼き鈍しによって放出される熱などの影響を含めても結論が変わる可能性が低い理由をいくつか特定しました。これらを列挙するのは喜んでですが、その理由から、私たちは独立した査読プロセスにホアン・ローブ論文を評価させることが当面の最善策であると信じています。」