近年立て続けに発見された極端な双曲線軌道を描く天体は、太陽系外から飛来したと話題になっています。このような天体はほんとうに太陽系外起源の天体、つまり恒星間天体なのでしょうか。天体の軌道の進化と分布に着目した研究の結果、これらの天体は太陽系外起源である可能性が高いことが分かりました。

2017年に発見されたオウムアムア天体（1I/’Oumuamua）、2019年に発見されたボリソフ彗星（すいせい）（2I/Borisov）は、太陽系内の天体に比べて速度が異常に速く、極端な双曲線軌道を描いていて、再び太陽系内には戻らない天体です。いずれも太陽系の外から飛来したと考えられていますが、それ以外の可能性として、「オールトの雲」の中の小天体が、他の天体の影響を受けて高速になったとも考えられます。オールトの雲は、太陽から1000 - 10万天文単位（1天文単位は地球と太陽の平均距離）の距離にあると推定されています。

国立天文台の研究者らは、恒星間天体が太陽系に突入してくる場合と、オールトの雲の天体が他の天体の重力で加速される場合とについて、どの程度の確率でどういった軌道になるかを調べました。その結果、オールトの雲の中を木星の数倍程度の質量を持つ他の天体が最近通過した場合を除き、太陽系内の天体が異常に速い速度を得ることは難しいことが分かりました。もしも、太陽系の近くをそれほど大きな天体が通過していれば、近年精力的に行われているサーベイ観測で検出されているはずです。しかし実際には検出されていないことから、極端な双曲線軌道を描く天体は、太陽系外に起源がある可能性が高いと言えるのです。

ただし、検出できないほど暗く大きな天体が恒星間の空間にあるとすれば、オールトの雲の中をそういった天体が通過した可能性は否定できません。この場合も、オールトの雲の天体の軌道に影響を及ぼしたのは太陽系外起源の天体ですから、その分布や数に対する情報が得られることになります。

今後も極端な双曲線軌道を描く天体の発見が続くと期待できます。これら太陽系外起源の天体について、質量や明るさ、速度の分布の理論研究が進むと、太陽系の内と外との関係についてより詳しい議論ができるようになると期待されます。

この研究成果は、Higuchi & Kokubo “Hyperbolic orbits in the Solar system: interstellar origin or perturbed Oort cloud comets?”として、2019年11月11日に英国の王立天文学会誌のオンライン版に、また2020年2月号に掲載されました。

関連リンク

• 双曲線軌道を描く天体の起源―恒星間天体か？それともオールトの雲からか？―（RISE月惑星探査プロジェクト）

日本の天体捜索者が新彗星を発見しました。

徳島県の岩本雅之（いわもと まさゆき）さんは、2020年1月9日（日本時）の明け方、東の低空に新天体を発見し、国立天文台の新天体通報窓口に報告しました。この天体は、クリミアのボリソフさんも1月13日（世界時）に独立発見し、他の観測者による確認観測と合わせて解析したところ、新しい彗星であることが判明しました。

新彗星の軌道や符号・名称については今後発表されます。

岩本さんは、2018年11月および12月に彗星を立て続けに発見しており、これが4個目の発見となります。日本の天体捜索者による天体発見は、天文学に大きく貢献しています。

（2020年1月16日追記）

新彗星には「C/2020 A2 (Iwamoto)」という符号および名称が付けられ、岩本彗星と呼ばれることになりました。放物線軌道が計算され、それによると今後この彗星は明け方の東から北東の空を移動し、2月いっぱいは14等級程度の明るさで観測されると予想されています。

関連リンク

• 日本人が発見した彗星一覧
• 新彗星を日本の天体捜索者が発見（2018年12月21日）
• 新彗星を日本の天体捜索者が独立発見（2018年11月9日）
• MPEC 2020-A132 : COMET C/2020 A2 (Iwamoto)（Minor Planet Center（英語））

2017年に関西地方を中心に目撃された火球（明るい流星）が、小惑星を起源としたものであることが明らかになりました。この火球の起源である小惑星は遠い将来に地球に衝突する可能性もあります。この流星体が小惑星から放出されたメカニズムを考察することは、天体の衝突から地球を守ることにもつながる重要な研究成果です。

太陽を周回する塵（ちり）の粒が地球に衝突すると、大気中で光を放ち流星として観測されます。流星体となるこの塵粒の直径が、数ミリメートル程度だと普通の流星になりますが、数センチメートル程度だとおよそマイナス4等級の金星よりも明るく輝く「火球」として観測されます。流星体の多くは、彗星（すいせい）が太陽に近付きその中の氷が昇華するときに放出されますが、小惑星を起源とする流星体もあると考えられています。しかし、彗星のように蒸発する成分を持たない小惑星からどのように流星体が放出されるのか、さまざまな仮説はあるもののその理解は進んでいません。

国立天文台などの研究者から成る研究グループは、2017年4月29日未明（日本時間）に関西地方を中心に目撃された火球について、多地点で観測されたデータを解析しました。「SonotaCo Network（ソノタコ ネットワーク）」と名付けられた監視カメラ群が国内12カ所で捉えた火球の観測画像から、火球の経路を算出したのです。その経路から求めた流星体の軌道は、地球接近小惑星「(164121) 2003 YT₁」の軌道とほぼ一致していました。火球の元となった流星体は、この小惑星から放出されたと考えられます。

この小惑星は、大小二つの天体が互いを回り合う二重小惑星です。もともとは一つだった天体が、自転が速くなり二つに分裂したと推測されています。分裂の時期は過去1万年未満と推定できることから、分裂時に流星体が小惑星から放出されたとすれば、今回求められた軌道ともつじつまが合うことが分かりました。

今回の火球程度の流星体の大きさであれば、衝突しても地球環境への影響はありませんが、もっと大きな流星体や小惑星本体が地球に衝突すると、地球へ深刻な被害をもたらすことになりかねません。地球接近小惑星の監視や、小惑星からの物質放出の研究は、地球を守るためにとても重要です。本研究では、流星科学の活用により、地球接近小惑星の潜在的な危険性に迫ることができました。

この研究成果は、Kasuga et al. “A Fireball and Potentially Hazardous Binary Near-Earth Asteroid (164121) 2003 YT₁”として、2020年1月13日付けの米国の天文学専門誌『アストロノミカル・ジャーナル』に掲載されました。

天体の中にどのような元素が存在するかを知るために不可欠な情報が、近赤外線による恒星の観測によって得られました。中性子星の合体は重力波源としても注目されていますが、合体の際に生成される元素に関係した知見が、宇宙の歴史の中でどのようにして多様な元素が増えてきたかを探る鍵になることが期待されます。

遠く離れた天体の中にどのような元素が存在しているのか、天文学者は天体からの光を波長別に分けて観測することで調べています。「分光」というこの観測手法は、元素が特定の波長の光を吸収したり放射したりするという性質を利用しています。一つの元素はいろいろな波長の光を吸収・放射しますが、どのような波長の光をどの程度吸収・放射するかの理論的な計算は、特に重い元素で難しく、実験や観測による検証が不可欠です。

東京大学や京都産業大学、国立天文台などの研究者から成る研究グループは、京都産業大学神山（こうやま）天文台の口径1.3メートルの荒木望遠鏡に取り付けた近赤外線高分散分光器「WINERED（ワインレッド）」を用いて、13個の恒星について近赤外線での分光観測を行いました。そして、この観測で検出した多くの吸収線の波長を理論的に得られたリストと比較し、9種類の元素を同定することに成功しました。近赤外線の波長域には、重い元素が作る吸収線が多く存在することが予測されていましたが、その実在や強度比が精度よく測定されたのは初めてです。

吸収線が確認された元素は、原子番号30の亜鉛から原子番号66のジスプロシウムに及び、いずれも中性子捕獲元素に分類されるものでした。これらの元素は、中性子星どうしが合体するときに多く生成されると考えられています。近年、中性子星どうしの合体が重力波や電磁波によって観測され注目を集めていますが、その観測的特徴を理解するためにも今回の知見はたいへん重要です。水素とヘリウムしか存在しなかったビッグバン直後の宇宙から、現在の多様な元素に満ちあふれた宇宙への進化を理解するための鍵を提供する成果です。

この研究成果は、Matsunaga et al. “Identification of Absorption Lines of Heavy Metals in the Wavelength Range 0.97-1.32 μm”として、2020年1月8日付けの米国の天体物理学専門誌『アストロフィジカル・ジャーナル・サプリメント・シリーズ』オンライン版に掲載されました。

関連リンク

• 宇宙の錬金術を観察するためのカギを赤外線域で発見～中性子捕獲元素によって近赤外線に現れる吸収線の多くを観測的に同定～（東京大学）
• 宇宙の錬金術を観察するためのカギを赤外線域で発見～中性子捕獲元素によって近赤外線に現れる吸収線の多くを観測的に同定～（京都産業大学）