Lisa Grossman

対数目盛を用いて表わした、太陽系の天体配置モデル。右側の白いもやのような部分がオールトの雲。Image credit: NASA

過去100年分に及ぶ彗星のデータを分析したところ、太陽系の最外縁部に「木星サイズの質量を持つ天体」が存在し、それが地球へ向けて彗星を飛ばしていることを示唆する結果が得られた。

ルイジアナ大学の惑星科学者、John Matese氏と同僚のDaniel Whitmire氏は1999年、太陽には未発見の伴星があり、それがオールトの雲(太陽系の外縁部に球状に広がるとされる仮説的な小天体群)にある氷の塊を内太陽系に向けて飛ばしているものが、彗星として観測されているのだとする説を唱えた。

この説は、ギリシア神話の恐ろしい女神の名にちなんで『ネメシス』と呼ばれる暗い褐色矮星または赤色矮星が、約3000万年ごとに地球に彗星の雨を降らせ、生物の大量絶滅を引き起こしているという説に対応するものだった。しかしその後の研究では、地球における大量絶滅の周期はネメシスに関する予測と一致しないことが示唆され、現在では研究者の多くが、ネメシスの存在には懐疑的だ(日本語版記事)。

Matese氏とWhitmire氏は今回、1898年までさかのぼる観測データを新たに分析した結果、当初からの説を一部裏付ける証拠を得た。それは、地球から観測できる彗星の約20％が、遠方にある未知の1つの天体によって送り込まれていることを示すものだという。

つまり、地球に害をなす死の星ではなく、より小規模で穏やかな天体が、オールトの雲から地球に向けて彗星を送り込んでいる可能性が浮上したのだ。彼らはこの天体を『テュケー』と呼んでいる。ギリシア神話の幸運の女神で、ネメシスと結び付けられる存在であるテュケーにちなんでのことだ。

地球にやって来る彗星は通常、オールトの雲の中に存在しているものが、何らかの力が外から加えられることによって軌道がそれたものと考えられている。その場合のシナリオとしては、1)天の川銀河の円盤の引力が、彗星を氷だらけの生まれ故郷から引っ張り出して内太陽系に向かわせているか、2)恒星が高速でそばを通過する際に、オールトの雲から彗星をはじき出しているか、あるいは、3)ネメシスやテュケーのような大きな伴星が、彗星を引っ張り出しているかのいずれかが考えられる。

研究チームは、小惑星センター(MPC)のデータベースに収められている彗星100個あまりの軌道を調べた結果、オールトの雲で誕生した彗星の80％は、銀河の引力によって押し出されたという結論に達した。しかし残りの20％は、木星の約1.4倍の質量を持つ遠方の天体によってはじき出されたという計算になった。

しかし、1つ問題がある。彼らの見出したパターンは、球状に広がるオールトの雲のうち外縁部に存在していた彗星にしか当てはまらないのだ。オールトの雲は、太陽から約0.3〜0.8光年の距離に広がっていると想定されている。オールトの雲の内側の、より平坦なドーナツ型をした部分では、それと同じ明確なパターンは発生しない。

[オールトの雲は、太陽系を球殻状に取り巻いていると考えられる仮想的な天体群。オランダの天文学者ヤン・オールトが、長周期彗星や非周期彗星の起源として提唱したのでこの名がある。概ね太陽から1万天文単位、もしくは太陽の重力が他の恒星や銀河系の重力と同程度になる10万天文単位(1.58光年)の間に球殻状に広がっているとされる。その存在は、彗星の軌道長半径と軌道傾斜角の分布の統計に基づく状況証拠のみであり、想定される領域に天体が直接観測されたわけではないので仮説の域を出ないが、仮説を否定する証拠も現在のところ無い。10の12乗というオーダーの数の天体が含まれると推測されており、水・一酸化炭素・二酸化炭素・メタンなどの氷が主成分と考えられている]

テュケーのような天体が存在していた場合、米航空宇宙局(NASA)の広域赤外線探査衛星『WISE』等によって直接観測される可能性があるとして期待されている。[WISEは2009年12月14日に打ち上げられた探査衛星で、地球から525kmの太陽同期軌道をほぼ円を描いて進み、10ヶ月のミッションで11秒ごとに150万枚の画像を撮影。全天を観測する。WISEでは、例えば「太陽系にもっとも近い恒星であるプロキシマケンタウリ(約4.2光年)よりも近い距離に褐色矮星が発見される」かもしれないと期待されている]

オールトの雲から来た彗星『Siding Spring』。2010年1月に『WISE』が撮影。
Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA

{この翻訳は抄訳です}

[日本語版：ガリレオ-高橋朋子／合原弘子]

WIRED NEWS 原文(English)