肉眼で観察するのは難しくなく、携帯電話で撮影した写真も非常に良好です。私の国が発見した大きな彗星が帰ってきました！

制作：中国科学普及協会

著者：シリアルNo.

プロデューサー: 中国科学博覧会

2024年10月10日の最新観測データによると、紫山・アトラス彗星の最大光度は-4.9に達し、金星の明るさを超え、北半球で約30年ぶりに最も明るい彗星となった。

地球、彗星、太陽の相対的な位置が変化するにつれて、地球から見ると彗星はゆっくりと太陽の東に移動しました。これは、もともと日の出前に昇る明けの明星から、日没後少し遅く沈む宵の明星に変わったことを意味します。

美しい尾を持つこの明るい彗星は、10月12日から2週間、日没後の西の空低くに現れると予想されています。天文学者にとって重要な研究対象であるだけでなく、数え切れないほどの星好きや写真家のカメラが捉えた星でもあります。星空を見上げた皆様にとっても忘れられない観測体験を残すことになるかもしれません。

彗星の起源の物語は紆余曲折に満ちている

1. 紆余曲折1: 見つかったのに紛失したので、名前が付けられました

パープル・マウンテン・アトラス彗星の命名からもわかるように、この彗星は 2 人の「発見者」に関係しています。

わが国の紫金山天文台徐邑天文台の1.2メートル望遠鏡が2023年1月9日に初めて発見し、当時は明るさ19等級の小惑星だと考えられていた。しかし、小惑星センター（MPC）に報告されてからほぼ1か月が経過しても、他の天文台や観測者によって観測されなかったため、確認待ちリストから削除されました。

2月22日には、南アフリカ天文台に設置された小惑星地球衝突最終警報システム（ATLAS）の50cm望遠鏡も、彗星の特徴を持つ物体を捉えた。

より多くの観測データと歴史的アーカイブデータの検索を組み合わせることで、最終的にパープルマウンテンとATLASによって撮影された画像が同じ天体のものであることが確認され、この新しい彗星の存在が確認されました。

発見者にちなんで命名されたほか、正式名称はC/2023 A3です。ここで、Cは周期が200年以上の彗星、2023は発見年、A3は1月に発見された3番目の彗星を表します。

図1 徐邑天文台の1.2メートル望遠鏡（左）とアトラスの0.5メートル望遠鏡（右）

(画像提供: パープルマウンテン天文台、ヘンリー・ウェイランド)

2. 紆余曲折2：増光が停滞、途中で崩壊したと疑われる

その後の継続的な観測により、彗星の軌道がより正確に決定され、彗星が太陽（近日点）と地球（近地点）に最も近づく時刻も決定されました。科学者たちは、観測された彗星の明るさ、形状の変化、スペクトル情報などを組み合わせて、近日点付近のこの彗星の明るさはおよそ0等級であり、これは肉眼で見えるベガの明るさに相当するとモデルを通じて推測している。その後、近地点を通過する前後に、特殊な「前方散乱」効果により、明るさが約 4 等級ほど大幅に増加することがあります。

空で非常に明るく、肉眼で見える彗星は、一般の人々からは「大彗星」と呼ばれることが多い。明らかに、パープルマウンテン・アトラス彗星は大きな彗星になる可能性があります。星が明るいほど、望遠鏡で観測できるデータや情報が多くなるため、発見されてから1年以上にわたり、世界中の望遠鏡がその明るさの変化を注意深く監視してきました。

当初、その明るさはモデル予測と非常によく一致し、太陽に近づくにつれて徐々に明るくなっていった。しかし、2024年4月中旬から3か月間、彗星の明るさは10.5等級前後で推移し、太陽に近づいても明るくなっていない。このため、科学者たちは、この彗星がまだ完全な状態にあるかどうか、また「大きな彗星」として期待される明るさに達することができるかどうかについて懸念を抱いた。

彗星の明るい核は、水氷、岩石、凍ったガスなどで構成される「汚れた雪玉」です。体の構造が弱いため、太陽や他の巨大な天体の影響を受けて崩壊し、明るさが低下します。しかし、望遠鏡は彗星が崩壊する兆候を観測しなかった。そのため、一部の科学者は、彗星と太陽と地球の位置関係である位相効果により、明るさが予想通りに増加しなかったのではないかと提唱している。

幸いなことに、7月中旬以降、彗星の明るさは徐々に増し、ゆっくりと9等級を突破し、当初の崩壊の懸念も払拭されました。

図2 彗星の明るさの時間変化の曲線（実線はモデル予測値、実点は観測値）

(画像出典: astro.vanbuitenen)

3. どんでん返し3：胸が張り裂ける瞬間、近日点からの試練

彗星が太陽にどんどん近づくにつれ、より多くの人々を不安にさせる瞬間、つまり近日点が到来しました。パープルマウンテン・アトラス彗星は太陽に最も接近しており、その距離は 0.4 天文単位です。これは水星と太陽の間の距離に近いです。このとき、太陽からの放射圧と熱が彗星の核構造の安定性に最も厳しい試練をもたらすことになる。彗星の核が近日点通過を生き延びてその後ゆっくりと太陽から遠ざかるほど強ければ、その後に分裂したり崩壊したりする可能性は大幅に減少するだろう。

良いニュースです！

9月28日、彗星は分裂することなく無事に近日点を通過した。

世界中の天文愛好家たちが競って写真を撮り始め、毎日尾が長くなる朝日に照らされた美しい姿を記録した。

図3 朝の光に照らされた紫金山・アトラス彗星

（写真提供：ユーリ・ベレツキー、9月29日にチリで撮影）

視覚の饗宴！肉眼でも鑑賞できます！

2024年10月12日、パープルマウンテン・アトラス彗星が近地点を通過します。

最近の観測データによると、彗星の明るさは「前方散乱」効果により金星の明るさを上回ったという。この効果は、彗星が特定の条件を満たした場合にのみ発生し、それによって彗星の明るさが大幅に増加し、地球上の私たちは肉眼で彗星を鑑賞できるという幸運に恵まれます。

彗星が地球と太陽のほぼ間を通過するとき、その位相角は 180 度に近くなります。これは、彗星に当たる太陽の光の一部が彗星を通過して地球に到達することを意味します。彗星核の周囲の比較的緩いコマと尾に大量の塵が含まれている場合、太陽光は塵を通過する際に散乱し、彗星の明るさが大幅に増加します。これは「前方散乱」という名前の由来でもあります。

この効果は、寒い朝に呼吸をしているときに背後から太陽光に照らされたとき、吐き出した物質も太陽光を通り抜けて散乱し、明るい白い雲が見えるようなものです。しかし、太陽が昇って背後から輝いていない場合、吐き出した明るい白い雲を見ることは難しくなります。

つまり、彗星の位相角が 180 度に近ければ近いほど、また彗星核の周囲に塵が多ければ多いほど、「前方散乱」効果がより大きくなります。

図4: 早朝、太陽に背を向けて呼吸する「白い雲」を見たときの影響

(画像クレジット: Nathanael Callon)

図2の彗星の明るさの時間変化の曲線において、10月12日頃に相当する緑の実線は「前方散乱」効果が重畳された後の明るさであり、赤の実線は前方散乱効果を考慮しない明るさの値です。

**高い明るさに加えて**、パープルマウンテン・アトラス彗星のもう一つの特徴は、尾に多くの変化があることです。彗星の尾の方向と形は主に太陽の影響を受けます。その軌道によれば、地球から見て近地点を通過する前に、太陽に対する彗星の天空での移動方向は将来「急激に方向転換」し、それに応じて彗星の尾も「揺れる」ことになる。私たちが毎日見ている彗星の尾の形は、彗星の急激な方向転換によって変化します。

図5 彗星の尾の時間変化のシミュレーション

(写真提供: Nicolas Lefaudeux)

このような明るく色鮮やかな紫の山・アトラス彗星は、10月12日から2週間かけてゆっくりと太陽から遠ざかり、日没後の西の低い空に現れるでしょう。

彗星を鑑賞する機会をどうやってつかむか？

彗星を鑑賞するには、まず天気が良いことが必要です。あなたがいる場所が晴れているなら、日没前に出発し、西側の開けた遮るもののない場所を見つけて、それを観察してみてください。彗星を探すときは、西の空の低い方を見たり、星図ソフトウェアを使用したり、金星と彗星の相対的な位置を確認して彗星を捉えたりすることができます。彗星の高度は日が進むにつれて高くなります。お住まいの地域の光害が深刻な場合は、双眼鏡やカメラを使って彗星を「見る」必要があります。

図6 毎日18:30に北京で見られる彗星の位置の模式図。

(画像出典: Stellarium)

美しいだけでなく、天文学者にとって科学研究カーニバルももたらします

パープルマウンテン・アトラス彗星は地球に接近する大型彗星であるため、天文学者に珍しい彗星研究サンプルも提供しています。世界中の大小さまざまな望遠鏡が、彗星に関するさまざまなデータを取得するために全力を尽くしています。

1.彗星の形態変化を画像で研究する

彗星の形態の変化は、写真画像を通じて分析および研究することができます。太陽を継続的に観測している太陽・太陽圏観測衛星（SOHO）が、太陽に接近する彗星の画像を撮影した。彗星の形態変化を詳細に分析できるだけでなく、この時期、太陽はコロナ質量放出（CME）を起こしており、これは太陽が数回くしゃみをしていると解釈できます。 CME イベントが彗星に与える影響についても、さらに研究する価値がある。

図7 SOHO衛星が記録した彗星の画像

(画像提供: SOHO/NASA)

2.彗星のスペクトルを見て、初期の太陽系について学ぶ

画像を使って彗星の形態変化を直接研究するだけでなく、コマ内の塵とガスの比率を研究することも可能です。

スペクトルは彗星の謎を探る強力なツールでもあります。彗星のスペクトルを捉えることで、彗星の物質構成や割合を知ることができます。彗星は遠く離れた太陽系の外縁部からやって来ます。そこはより空虚で極度に寒いため、彗星自体は太陽系の初期の形成時の物質的な核状態を保持しています。したがって、彗星のスペクトルに反映される物質組成は、ある意味では太陽系の「タイムカプセル」に相当し、太陽系の初期の形成に関するより多くの情報を把握するのに役立ちます。長期にわたる継続的な観測を通じて、彗星の活動の進化を理解し、ガスの噴出の可能性を発見することもできます。

3. パープルマウンテン・アトラスの彗星に関する独自の研究観点。

ロンドン大学ユニバーシティ・カレッジのサミュエル・グラント氏と欧州宇宙機関のジェラント・ジョーンズ氏によれば、地球は彗星のイオン尾と交差する可能性があり、つまり地球がイオン尾を直接通過することになるという。彗星のイオン尾は、太陽風によって彗星から押し出された電荷を帯びた分子で構成されています。彗星の尾は数億キロメートルに及ぶことが多いが、広大な宇宙の中では数百万キロメートルの幅しかないため、地球が直接遭遇する確率は非常に低い。このような彗星は数十年に一度しか現れません。今回、科学者たちは望遠鏡を使って遠くからイオン尾の画像やスペクトルを撮影することはなくなりました。代わりに、宇宙探査機を使用してイオン尾部に直接入り、「その内部に存在」し、イオン尾部の構成と内容を直接検出することができます。

屋外に出て、壮大な彗星とのロマンチックな出会いをお楽しみください。

パープルマウンテン・アトラス彗星は、ほぼ放物線状の軌道を持ち、周期は数万年である彗星です。それは私たちが一生のうちに一度だけ遭遇するものです。その到来は天文学者、愛好家、そして私たち一般人にとっても祝福です。

ぜひこの機会に屋外に出て、壮大な彗星の尾を眺め、一生に一度のロマンチックな体験をしてください。