オウムアムアは宇宙人ではないが、小惑星でもないかもしれない

小惑星や彗星は重い傾向があるが、太陽系を通過するのが初めて確認された恒星間訪問者であるオウムアムアは、あり得ないほど軽かった。

物体が視界から消えてから2年経った今日でも、研究者たちはオウムアムアの不可解な行動に頭を悩ませている。岩石質の小惑星にしては機敏すぎるが、氷の彗星にしては乾燥しすぎているこの侵入者は、通常のどちらの枠にも当てはまらない。その理由は、新興の、しかし物議を醸している理論によれば、オウムアムアは多孔質の構造を持っていた可能性があり、そのため非常に軽く、太陽光線でさえもそれを押し流すことができるからだという。現在、新しい分析により、そのようなふわふわした構造は実際にあり得ると結論付けられている。壊れやすいが、バラバラにならずに旅を乗り切るだけの強さがあったのかもしれない。

「これは太陽系でこれまで見たことのない種類の物体だ」とエイリク・フレッコイ氏は言う。

オスロ大学の物理学者で、月曜日に天体物理学ジャーナルレターズに掲載された論文の共著者である彼は、「これはまったく新しいことだ」と語った。

2017年秋に天文学者がオウムアムアに気付いたときには、すでにオウムアムアは星々に向かって高速で戻っていた。天文学者たちは、オウムアムアが重力のみで後退するはずの速度よりも速い速度で後退していることに気付くまで、奇妙な葉巻型の小惑星だと考えていた。これは、通常、他に速度を上げる手段がない宇宙の岩石では前代未聞の行動だ。

太陽系では、重力以外の要因で加速する物体はたいてい彗星で、汚れた雪玉が太陽に近づくと柔らかくなり、溶けた氷を背後に吹き付けることで推進力を得る。だが、オウムアムアは、最も溶けていたはずの時期の観測結果を遡及的に分析した最近の結果でも、そのような彗星の尾の兆候は見られなかった。

しかし、氷の噴煙がオウムアムアの急速な脱出の原動力でなかったとしたら、一体何だったのか？ ある刺激的な論文は、光粒子がビリヤードの球のような運動量を持っていることから、太陽光自体の圧力が物体を押しのけていると示唆した。しかし、オウムアムアが小惑星として想定される重量を考えると、光粒子の集中砲火から何らかのブーストを得るには、太陽光を十分に捉える巨大な平らな表面が必要になる。「[異星人の文明による]生成以外に、そのようなものを形成する可能性のあるもっともらしいメカニズムは実際には存在しません」とフレッコイは言う。しかし、もし誰かが地球にいたとしても、彼らは私たちに呼びかけているようには見えなかった。

しかし2月、宇宙望遠鏡科学研究所の天文学者アマヤ・モロ＝マルティンは、オウムアムアが巨大な帆を揚げているからではなく、軽量であるために太陽がオウムアムアを押しているのではないかと提唱した。

氷でも岩でもないこの物体は、ほこりと氷の粒がふわふわと集まったものかもしれない。研究者たちは、さまざまな大きさのスケールで繰り返される多孔質のパターンから、この構造を「フラクタル集合体」と呼んでいる。肉眼で見ても、虫眼鏡で見ても、顕微鏡で見ても、フラクタルのオウムアムアにはさまざまな大きさの穴があいている。「この物体にぶつかると、蜘蛛の巣にぶつかるような感じになると思います」とフレッコイ氏は言う。

モロ＝マルティンの提案に興味をそそられたフレコイと彼の同僚たちは、フラクタル集合体仮説が成り立つかどうかを調べ始めた。彼らは、オウムアムアの回転が遅くなるという観測結果が理論を裏付けていることに気づいた。なぜなら、回転が遅くなる速度は、光が表面の一部（光沢のある部分など）を他の部分よりも強く押すことができるという現象と合致したからだ。物体が太陽によって加熱された後に冷えると、熱の放出によっても弱い押す力が働く。こうした不均一な押す力が積み重なって、ゴツゴツした物体は時間の経過とともに回転が速くなったり遅くなったりする。そこで、太陽光線がオウムアムアを回転させることができるなら、回転を速くすることもできるのではないかと研究者たちは考えた。

研究チームはまた、理論上の塵の球が回転の圧力（遊び場の回転木馬が人を投げ飛ばす様子を思い浮かべてください）と、太陽の重力がオウムアムアの遠い側よりも近い側を強く引っ張る傾向の下で、どれだけうまくまとまるかを計算しました。「これがそのような糸状で多孔質のフラクタル構造であれば、生き残れるでしょうか」とフレッコイ氏は言います。「そして答えは、かなり安全に、はいです。」

しかし、この天体の極端な特性は、他の研究者の信じ難いところだ。数か月の観測で太陽光に目に見えて反応するには、オウムアムアは海面の空気より100倍も密度が低い必要があり、エンジニアが製造できる最も軽い材料、エアロゲルと呼ばれる物質よりもさらに軽いことになる。「これらのエアロゲルは、非常に慎重な技術で作り出しています」とケンブリッジ大学の天体物理学者、ローマン・ラフィコフは言う。「これを星間空間でどうやって再現するのでしょうか？」

初期の太陽系のモデルでは、粒子が互いにぶつかり合って小さなフラクタル模様を自然に形成するが、ラフィコフ氏は、これらの宇宙の塵の塊が本当に長い間破壊を回避してオウムアムアのような物体に成長できるのか疑問視している。しかし、彼は、フラクタル理論の方がエイリアン理論よりも好きであり、より可能性の高いシナリオを思いつくことができないと認めている。「代替案があったら、ずっと前に発表していただろう」とラフィコフ氏は言う。

もし塵のフラクタルが大きくなり、時折地球に近づいて天文学者が発見できるようになれば、その観測から研究者たちは惑星の形成につながる条件や過程を知ることができるかもしれない。

しかし、オウムアムア自体はずっと前に夜の闇に消えてしまったため、天文学者は直接観測によって塵の雲理論を評価することができない。そして、今まさに太陽系を通過している2番目の恒星間訪問者は、典型的な何の変哲もない彗星のように見える。フレコイ氏とラフィコフ氏は、今後通過する彗星が、どんな家族であろうとも、風変わりなオウムアムア家族の一員であることを願っている。

「これまでの私のキャリアの中で、オウムアムアは最も不可解な天体でした」とラフィコフ氏は言う。「もし（同様の天体が）実際に太陽系にやって来続けるなら、私たちはこの種の分析にもっと備えられるかもしれません。」