恒星間彗星3I/ATLASが「宇宙の消火栓」のように水を噴出

恒星間訪問者からの初の明確な水の検出

NASAのニール・ゲーレルズSwift天文台を使用して、Auburn大学の研究者が率いるチームは画期的な発見をしました。恒星間彗星3I/ATLASは、毎秒約40キログラムという驚異的な速度で水を漏出しており、研究チームによると「全開の消火栓」に相当します。

2025年9月30日に『Astrophysical Journal Letters』に発表されたこの研究は、科学者が太陽系外から来た天体から水の化学的指紋を検出した初めてのケースです。観測は2025年7月と8月に行われ、彗星はまだ太陽から2.9天文単位(AU)の距離にありました。これは、水氷が通常昇華する典型的な距離をはるかに超えています。

前例のない活動レベル

Swift望遠鏡は、ヒドロキシル(OH)の微弱な紫外線の輝きを検出しました。これは、太陽光が水分子を分解するときに生成される分子断片です。この繊細な信号を捉えるために、天文学者は2時間以上の紫外線観測と40分間の可視光データを組み合わせ、3分間の露光を数十回重ね合わせました。

研究者を驚かせたのは、彗星の活動の程度でした。水の流出速度に基づいて、チームは3I/ATLASの表面の少なくとも8%が活発に物質を放出していると推定しています。これは、太陽系に固有の彗星で通常見られる3〜5%と比較して、驚くほど大きな割合です。

「氷の破片雲」メカニズム

太陽からこれほど遠い距離での高レベルの水活動により、研究者は新しいメカニズムを提案しました。チームは、水蒸気が彗星の凍結した表面から直接昇華するのではなく、コマ(核を囲むガスと塵の雲)に浮かぶ氷の塊から来ていると考えています。

Gemini南望遠鏡とNASAの赤外線望遠鏡施設からの近赤外線観測がこの理論を支持しており、コマに漂う氷の塊の痕跡を明らかにしています。太陽光にさらされると、これらの破片は温まって水蒸気を放出します。主核の表面氷が直接昇華するには冷たすぎる状態でも、宇宙の小さな蒸気噴出口のように機能します。

恒星間彗星科学の書き換え

「これまでのすべての恒星間彗星は驚きでした」と、この研究を率いたAuburn大学のポスドク研究員である邢澤熙は述べています。「'Oumuamuaは乾燥しており、Borisovは一酸化炭素が豊富で、そして今、ATLASは予想外の距離で水を放出しています。」

「それぞれが、恒星の周りで惑星や彗星がどのように形成されるかについて、私たちが知っていると思っていたことを書き換えています。」

メディアの反応と科学的影響

この発見は、主要な科学出版物やニュースメディアで幅広く報道されました。WIRED誌は、この発見が異星系に関する私たちの理解にどのように挑戦するかを強調し、Live Scienceは、太陽系を超えた惑星形成について「私たちが思っていたことを書き換えている」と強調しました。

発表のタイミングは、ESAの火星軌道船が彗星の前例のないクローズアップ画像を捉えた数日後に来ており、科学的関心の完璧な嵐を生み出しました。さまざまな視点からの複数の宇宙船観測が、この注目すべき恒星間訪問者の包括的な像を提供しています。

宇宙生物学への影響

恒星間彗星からの水の検出は、生命の構成要素が銀河全体にどのように分布しているかについての私たちの理解に深い影響を与えます。水は私たちが知る生命にとって不可欠であると考えられており、別の星系から来た天体でそれを見つけることは、生命に必要な化学成分が太陽系近傍をはるかに超えて存在することを確認します。

「この発見は、水、そしておそらく他の有機化合物が、天の川銀河全体の惑星系の共通の特徴であることを教えてくれます」とBodewits博士は説明しました。「生命の条件を作り出す化学プロセスは、普遍的な現象かもしれません。」

継続的な観測

7月と8月にこれらの観測を行って以来、3I/ATLASは2025年10月29日の近日点(太陽に最も近い接近)に向けて旅を続けています。彗星は太陽に対する位置のためにSwiftの視野から消えましたが、10月初旬にESAの火星軌道船によって再び発見されました。火星から約3000万キロメートルを通過したときのことです。

ESAは、2025年11月に木星氷衛星探査機(JUICE)宇宙船からの追加観測でこの恒星間訪問者を追跡し続ける予定です。JUICEは、彗星が太陽に最も近づいた直後、最も活発になると予想される時期に彗星を観測します。ただし、JUICEは現在太陽の反対側に位置し、より遅いバックアップアンテナを使用しているため、科学者は彗星観測データを2026年2月まで受信できないと予想しています。