人類は初めて、探査機が彗星の尾を通過しようとしていることを事前に予測した。この彗星がどんなものか見てみましょう！

ESA のソーラー・オービター宇宙船は、今後数日中にアトラス彗星の尾を通過する予定である。新しく打ち上げられた宇宙船は現時点では科学データを収集しないが、ミッションの専門家たちは、このユニークな遭遇中に最も関連性の高い 4 つの機器が確実にオンになるようにすでに作業を進めている。ソーラーオービターは2020年2月10日に打ち上げられ、それ以来、科学者とエンジニアが一連のテストとセットアップ手順を実施してきました。この段階の完了日は6月15日に設定されており、これにより宇宙船は6月中旬の最初の近日点到達までに完全に機能できるようになります。

しかし、彗星との偶然の遭遇が発見され、事態はより緊急なものとなった。彗星の尾が予期せず通過することは宇宙ミッションとしては珍しい出来事であり、科学者たちは、彗星を特に追跡していなかったミッションでこのようなことが起こったのはこれまでにわずか6回しか知らない。こうした遭遇はすべて、出来事が起こった後に宇宙船のデータで発見され、ソーラー・オービターによる彗星との今後の交差は、事前に予測した最初のミッションとなった。このことに気づいたのは、英国ロンドン大学ユニバーシティ・カレッジのムラド宇宙科学研究所のジェラント・ジョーンズ氏だ。同氏は20年にわたりこうした遭遇を研究してきた。

彼は2000年、ESA/NASAの太陽観測宇宙船ユリシーズが1996年に記録したデータに奇妙な乱れがあったことを調査しているときに、初めて予期せぬ彗星の尾の横断を発見した。調査により、宇宙船が「1996年の大彗星」としても知られるヤクタ彗星の尾を通過したことがわかった。発表の直後、ユリシーズは別の彗星の尾を通過し、その後2007年に3つ目の彗星の尾を通過した。今月初め、ソーラー・オービターがわずか数週間以内にC/2019 Y4（アトラス）彗星の下流4400万キロに到達することに気づいたジェラント氏は、すぐにESAチームに通知した。

完璧な検出装置

ソーラー・オービターには、太陽と太陽が宇宙に放出する荷電粒子の流れを研究するための、10 個の現場およびリモートセンシング機器が搭載されています。幸いなことに、4 つの現場観測機器は、探査機の周囲の状態を測定し、彗星から放出された塵粒子や荷電粒子に関するデータを返すことができるため、彗星の尾を調査するのに最適な機器でもあります。これらの放射によって、彗星の 2 つの尾が形成されます。1 つは彗星の軌道に残るダスト尾、もう 1 つは太陽に直接向かうイオン尾です。ソーラー・オービターは、5月31日から6月1日の間にアトラス彗星のイオン尾を通過し、6月6日にダスト尾を通過する予定だ。

イオン尾の密度が十分であれば、ソーラーオービターの磁力計（MAG）は彗星の尾のイオンと相互作用して惑星間磁場に生じる変化を検出できる可能性があり、一方、太陽風分析装置（SWA）は尾の粒子の一部を直接捕捉できる可能性がある。ソーラー・オービターがダストテールを通過する際、その密度（予測するのは極めて困難）に応じて、1つまたは複数の小さなダスト粒子が秒速数十キロメートルの速度で宇宙船に衝突する可能性があります。これは宇宙船にとって重大な危険をもたらすものではありませんが、塵粒子自体は衝突時に蒸発し、電波およびプラズマ波（RPW）機器で検出できる電荷を帯びたガスまたはプラズマの小さな雲を形成する可能性があります。

「このような予期せぬ出会いは、ミッションにとってユニークな機会と課題をもたらしますが、それは良いことです。このような機会はすべて科学の冒険の一部です。課題の 1 つは、試運転のため、機器がすべて時間内に準備できる可能性が低いことです。現在、機器チームと ESA のミッション運用チームの並外れた努力のおかげで、4 つの現場機器すべてがオンになり、データを収集していますが、ミッションが 6 月 15 日の期限に間に合うようにするには、特定の時間に機器を試運転モードに戻す必要があります。

予想外の出来事を予想する

もう一つの課題は、2019年12月28日に発見されたアトラス彗星の動向だ。その後数か月で、この彗星は非常に明るくなり、天文学者たちは5月には肉眼で見えるようになるのではないかと考えていた。残念なことに、4月初旬に彗星は崩壊しました。その結果、彗星の明るさも大幅に減少し、5月中旬のさらなる分裂により彗星はさらに弱まり、ソーラー・オービターによる検出は困難になった。検出される可能性は減少しましたが、努力する価値はまだあります。彗星に遭遇するたびに、研究者たちはこれらの興味深い天体についてより多くのことを学びます。

ソーラー・オービターがアトラス彗星の存在を検出すれば、彗星が太陽風とどのように相互作用するか、例えば塵の尾の挙動に関する予想が研究モデルと一致するかどうかなどについて、より詳しく知ることができるだろう。彗星に遭遇するすべてのミッションはパズルのピースを提供します。ジェラント氏は、2028年に打ち上げが予定されている3機の宇宙船ミッションである、ESAの将来の彗星迎撃ミッションの主任研究者である。このミッションは、新たに発見された彗星の中から選ばれた未知の彗星に接近し、打ち上げ時期に近い（あるいは遅い）タイミングで飛行する予定である。

太陽に近い

ソーラー・オービターは現在、金星と水星の軌道の間を太陽の周りを周回しており、6月15日に太陽から約7,700万キロメートルの距離で最初の近日点を通過する予定だ。今後数年間で、この衛星は水星の軌道の内側にさらに近づき、太陽の表面から約4200万キロメートルの距離に達する。一方、アトラス彗星はすでに太陽から約3,700万キロ離れた近日点に近づいており、5月31日に予定されている。 ESAのソーラーオービター副プロジェクト科学者であるヤニス・ズガネリス氏は次のように述べています。

この彗星の尾の横切りは、彗星の核が水星の軌道内にあるため、太陽にこれほど近いところで発生するのは初めてであるため、非常に興味深い。太陽系の最も内側の塵の環境を理解することは、ソーラー・オービターの科学的目標の 1 つです。アトラス彗星のような近い彗星は太陽圏内部の塵の源なので、この研究は、この彗星だけでなく、恒星の塵の環境を理解するのにも役立つでしょう。ソーラー・オービターにとって、熱い太陽の代わりに氷の彗星を観測することは、科学的ミッションを始める上で確かに刺激的で予想外の方法である。

ボー・ケ・ユアン研究/出典: 欧州宇宙機関 ESA

AASのジャーナル「Research Notes of the AAS」に掲載された研究

掲載日：10.3847/2515-5172/ab8fa6