最新の研究により、太陽系外から来た彗星はもともと太陽系から逃げ出したものであることが判明しました。

もともと太陽系外から来た彗星の中には、太陽系から逃げ出したものもあったのです！国立天文台（NAOJ）の天文学者たちは、太陽系から永久に去った2つの物体の軌道を分析し、それらも太陽系外から来た可能性が高いことを突き止めた。これらの結果により、太陽系外およびその先の星間空間に対する理解が深まります。すべての彗星が太陽の周りを閉じた軌道で回っているわけではありません。いくつかは太陽系を高速で移動した後、恒星間空間に飛び出し、二度と戻ってこない。これらの彗星がどこへ向かうのかを計算するのは簡単ですが、どこから来るのかを特定するのは困難です。

考えられるシナリオは 2 つあります。1 つ目は、彗星は当初太陽から離れた安定した軌道にあったが、通過する物体との重力相互作用によって軌道から外れたというものです。その後、彗星は太陽系内部に落下し、星間空間に放出される前に観測することができます。 2 番目のシナリオでは、彗星はどこか遠く、おそらく別の惑星系で発生し、星間空間を移動しながら、ランダムに太陽系を 1 回通過し、その後、旅を続けます。国立天文台の天文学者樋口有香氏と小久保英一郎氏は、それぞれの場合に通常予想される軌道の種類を計算した。

その後、研究チームは計算結果を、2017年に発見された1i/オウムアムアと2019年に発見された2i/ボリソフという2つの珍しい外縁天体の観測結果と比較した。研究の結果、星間起源仮説が2つの天体の進路とよりよく一致することが判明した。この研究はまた、太陽系付近を通過する巨大ガス惑星が長距離軌道の彗星を不安定にし、これら2つの天体と似た軌道に配置する可能性があることを示唆している。観測では、これら 2 つの放出天体と関連している可能性のあるガス惑星はまだ発見されていません。しかし、これらの天体の起源をより正確に特定するには、小さな星間天体に関するさらなる理論的および観測的研究が必要です。

この研究結果は王立天文学会月報に掲載された。太陽系内部を通る双曲線軌道上の物体の動的特性を、星間空間とオールトの雲という 2 つの異なる起源の観点から研究します。各起源について離心率 e と近日点距離 q の確率分布を解析的に導出し、これらの量の関数として単位時間あたりに生成される天体の数を推定します。 2 つのソースからの数値を比較することで、特定の離心率と近日点距離を持つ双曲面オブジェクトの起源がどちらである可能性が高いかを評価できます。研究では、特定の双曲面天体が星間起源である確率は、離心率と近日点が減少するにつれて増加することが判明した。

対照的に、双曲面天体が通過する恒星によってオールトの雲から散乱される確率は、離心率の減少と近日点の増大とともに増加します。軌道要素を注意深く検討すると、1I/2017U1'Oumuamua (e≃1.2、Q≃0.26Au) と 2i/2019Q4 Borisov (e≃3.3、Q≃2Au) はどちらもオールトの雲から散乱したものではなく、星間起源である可能性が最も高いと結論付けられます。しかし、研究者らは、オールトの雲の天体が恒星下または木星下質量摂動体によって上記の 2 つの既知の例のような双曲軌道に散乱される可能性があることも発見しました。これは、自由浮遊する褐色矮星と惑星の低質量端をより詳細に特徴付ける必要性を浮き彫りにしています。

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ボー・ケ・ユアン調査・出典：国立天文台

参考ジャーナル「Monthly Notices of the Royal Astronomical Society」

DOI: 10.1093/mnras/stz3153

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