チュリュモフ彗星がアヒルの形になった理由

原因は浸食か、それとも衝突か

2015.10.02
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探査機ロゼッタがチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星(67P)に接近した際、奇妙な形のために表面への着陸が容易ではないと判明した。アヒルのようなこの形がどのように形成されたのか、このほど研究者らは結論に達した。(Photograph by ESA/Rosetta/NAVCAM)
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 おもちゃのアヒルのような姿のチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星は、46億年前に2つの小さな天体が合体してこんな不思議な形になったという研究成果が、9月28日付の科学誌「ネイチャー」オンライン版に発表された。

 欧州宇宙機関(ESA)の彗星探査機ロゼッタがチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星(67P)に到着し、彗星の周回軌道に入った初の探査機となったのが、およそ1年前のこと。以来、ロゼッタはこの彗星に関して数々の新発見をもたらしてきた。例えば、表面は予想されていたほど滑らかではなく凹凸が多いこと、炭素を豊富に含む暗色の化合物で覆われていて、氷は驚くほど少ないことなどだ。(参考記事:「チュリュモフ彗星から新たな有機物見つかる」

 そんな中、研究者たちがまだ解明できていないことがあった。なぜこの彗星は、おもちゃのアヒルのような奇妙な形になったのかということだ。チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星は、大きな「体」(直径約3.2キロ)と小さな「頭」(直径約1.6キロ)という、球に近い2つの突起部からなる。これはもともと1つの塊で、浸食によって現在の形になったのか、それとも小さな2つの彗星がぶつかり、くっついたままになっているのだろうか。

 この疑問に、ついに答えが出たようだ。今回発表された論文によれば、巨大な「宇宙のアヒル」は2つの物体が衝突してできたのだという。

浸食説 vs 衝突説

 論文の筆頭著者であるイタリア、パドヴァ大学のマテオ・マッシローニ氏は、「当初、天文学者らは彗星の『首』から大量の物質が噴き出しているのを目にして、この箇所からの噴出による浸食で彗星が独特の形状になったと推測しました」と話す。「ところが、ほどなくして同じ活動が彗星のあちこちで見つかり、『首』の浸食が他の部分に比べて著しいわけではないとわかったのです」

 マッシローニ氏らのチームは、「テラス」と呼ぶ複数の地点を慎重に分析することで、この彗星が元は独立した2つの天体だったという結論に達した。テラスとは、本来彗星の内部にある層が、表面の剥離などによって露わになった場所。露出した層は、彗星の「頭」と「体」の両方で確認でき、ロゼッタが昨年の冬に発見した、深く落ち込んだ穴の壁にも見ることができる。(参考記事:「チュリュモフ彗星の謎の穴、正体を究明」

 これらの層がすべて同じ1つの核に向かっていれば、ちょうど1つのタマネギをアヒルの形になるよう削った場合と同じで、浸食説の強力な証拠となる。一方、層の方向が一致していなければ、もともと別個に存在していた2つの天体が合わさったことを示す。

 しかし外観だけでは層の向きを判断できないため、研究チームはロゼッタの画像を使って彗星の層のコンピューターモデルを作った。部分的に露出したテラスを画面上でつなぎ合わせて、彗星の内部で層がどのようにつながっているのかを描き出した。使用したソフトはマッシローニ氏が開発したもので、アルプス山脈の下を通り、完成すれば世界最長の鉄道トンネルとなるブレンナーベーストンネルのルート調査にも貢献している。

軽い自動車事故くらいの衝突だった

 作成したコンピューターモデルにより、研究チームの推定が確かめられた。「頭」も「体」も内部の層は似ているが、層はそれぞれの突起部の核を取り囲んでおり、1つの塊だった場合に想定される唯一の核に向いているわけではなかった。

 2つの小さな物体が高速で衝突したなら、どちらも粉々に砕けてしまう。したがって研究チームは、現在の形を決定づけた衝突はそれほど激しくはなく、初期の太陽系で起こった軽い自転車事故程度の規模だったと考えている。(参考記事:「21年後に巨大ブラックホールが衝突へ」

文=Michael D. Lemonick/訳=高野夏美

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