太陽系の端から緑色の彗星がやって来て、天文学者たちは興奮している

前回、彗星 C/2022 E3 (ZTF) が地球を通過したとき、私たち人類のいとこであるネアンデルタール人がまだ地球を歩き回っていました。

2022年3月に米国の天文学者らによって発見された、エメラルドグリーンのコマを持つこの彗星は、約5万年前に最後に太陽系内を通過したと考えられている。1月12日に太陽に最も接近し、2月1日には太陽系を離れる途中で地球からわずか2700万マイル以内を飛行する。そのため、メリーランド大学天文学大学院生のキャリー・ホルトと米海軍兵学校の天文学教授マシュー・ナイトは、先週アリゾナ州フラッグスタッフのローウェル天文台からこの彗星を観測した。

「この彗星は地球にかなり接近しているので、彗星核を取り囲むガスと塵の雲であるコマの構成と構造をより詳細に研究する絶好の機会が与えられている」とホルト氏は言う。

彗星は、数十億年前に惑星を形成した原始惑星系円盤から引き出された岩石質の核の周囲に、水や二酸化炭素の氷などの氷状の揮発性物質が集まってできている。彗星が太陽に十分近づき、揮発性物質が昇華し始めるまで、天文学者にとって彗星を見つけるのは難しい。昇華は、ガスを放出する物質が彗星のコマを生成し、尾を形成するプロセスである。

「彗星は表面から水の氷が蒸発し始めると非常に明るくなります」とカーネギー研究所の天文学者スコット・シェパード氏は言う。同氏は、ほとんどの彗星は土星の軌道に入るまでガスを放出し始めるほど温まらないと指摘する。

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彗星の氷の成分も、その外観を左右する。ホルト氏によると、C/2022 E3 (ZTF) 彗星の緑色は、同種の彗星では一般的で、二原子炭素の存在によるもので、「太陽からの紫外線と相互作用すると緑色の光を発する」という。

何世紀も前、プロとアマチュアの彗星ハンターが同じような天体観測機器を共有していた時代がありましたが、今日ではほとんどの彗星はプロのデジタル天体観測によって発見されています。たとえば、C/2022 E3 (ZTF) 彗星は、カリフォルニア州の Zwicky Transient Facility によって発見されました。この天文台は、突然明るくなる彗星の出現などの変化を探すために、2 日ごとに北の空全体をスキャンする観測所です。

「こうした調査以外で発見される数少ない彗星は、通常、太陽の近くなど、調査が通常届かない空の領域を探しているアマチュア天文学者によって発見されます」とホルト氏は説明する。2020年、アマチュア天文学者のマイケル・マティアッツォ氏は、NASAと欧州宇宙機関の共同プロジェクトである太陽・太陽圏観測衛星（SOHO）のデータを調べて、C/2020 F8（SWAN）を発見した。

シェパード氏によると、太陽系には2つの主要な彗星の集団がある。1つは木星族の彗星で、軌道が約20年と短く、ガス巨星の軌道より遠くまで移動することはめったにない。もう1つは長周期彗星で、C/2022 E3 (ZTF) を含むカテゴリである。

「その軌道は海王星の軌道を超えています」とシェパード氏は言う。「非常に細長い軌道を描いています」この軌道を横切るのに何千年もかかることもある。短周期彗星と比較すると、長周期彗星は太陽系内部にいる間、地球に対してはるかに速く移動し、秒速約40マイルに達する。短周期彗星の平均速度は秒速10マイルに近い。

C/2022 E3 (ZTF) のような現象が発見されると、その座標は太陽系の彗星、小惑星、その他の小天体の追跡を専門とする国際組織である小惑星センターに提出される。ナイト氏によると、同センターはソフトウェアを使用して新彗星の位置を取得し、その軌道経路と長さ、または周期を予測する。これにより科学者は彗星が太陽と地球に最も接近する時期を予測することもできる。

「その期間がどのくらいの長さなのかを確実に判断するには、かなりの量のデータが必要です」と彼は言います。「必要なデータの長さは対象物によって異なりますが、通常、その期間を確信を持って把握するには数週間から数か月かかります。」

天文学者たちは昨年3月から彗星C/2022 E3（ZTF）を観測しており、この彗星が約5万年の軌道周期を持つ長周期彗星であるとほぼ確信している。つまり、この彗星はおそらくオールトの雲から生まれたものと思われる。オールトの雲は、地球から太陽までの距離の2,000倍離れた、太陽系を包み込む遥か彼方の氷の天体である。

「オールトの雲は直接観測されたことはないが、円軌道上の多くの彗星で構成されていると考えられている」とホルト氏は言う。「通過する恒星の重力相互作用や銀河の潮汐により、これらの彗星は楕円軌道に内側に乱される可能性がある。」

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そして、太陽系の外縁部でその起源が生まれたからこそ、彗星は興味深い研究対象になっている、とホルト氏は説明する。「彗星を研究するのは、彗星が惑星形成の残り物であり、その一生の大半を冷たい太陽系外縁部で比較的未処理のまま過ごすからです。彗星が太陽系内に入ってガスを放出し始めると、惑星形成時の状況について洞察を得ることができます。私たちは太陽系がどのようにして誕生したのか理解したいのです。」

運よく C/2022 E3 (ZTF) 彗星を目にすることができたなら (日没後の北の空に、双眼鏡か小型望遠鏡で緑色の輝きが現れるのを観察)、地球が形成される前からのタイムカプセルがゆっくりと開封されていく様子を目撃していることを忘れないようにしましょう。