アロコスと呼ばれる宇宙雪だるまが惑星の起源に新たな光を当てている
アラン・ボイル著
昨年、NASA のニューホライズンズ探査機が接近した際に焦点となった宇宙の雪だるまは、科学者が宇宙の疑問「太陽系の構成要素はどのようにして始まったのか」を解明するのに役立っている。
「これは画期的な出来事だ」とサウスウエスト研究所の惑星科学者でニューホライズンズ計画の主任研究員であるアラン・スターン氏は語った。
スターン氏とニューホライズンズの科学チームメンバーは本日、シアトルで開催されたアメリカ科学振興協会（AAS）の年次総会で、現在「アロコス」として知られる雪だるま型の天体に関する最新の研究成果を発表しました。これらの研究成果は、サイエンス誌に掲載された3つの論文で詳細に報告されています。
最大の発見は、アロコスの古代の起源に関するものです。
この天体の二重葉の雪だるまのような構造の詳細な分析は、原始物質の局所的な雲が崩壊して近くの二つの塊になり、それがゆっくりと融合してアロコスが誕生したという見解を裏付けている。
これは、初期の太陽系のさまざまな部分からの物体が衝突してアロコスのような微惑星を形成したと提唱する「階層的集積」と呼ばれる別の見解とは対照的だ。
本日発表された研究は、昨年5月にサイエンス誌に掲載された第一報の続報です。科学者たちが本日発表した最新の見解は、当時の10倍ものデータの分析に基づいています。
ニューホライズンズは2006年に打ち上げられ、2015年に冥王星を通過した際に、前例のない冥王星の姿を捉えました。ピアノほどの大きさの探査機の次の観測対象として、冥王星から10億マイル離れたアロコスが選ばれました。アロコスは、私たちの生まれたばかりの太陽を取り囲んでいた巨大なガスと塵の雲である原始太陽系星雲の崩壊中に形成された、小さなミニ惑星の代表例と考えられています。
2019年の元旦、ニューホライズンズがアロコスに遭遇したことで、この宇宙の雪だるまは、間近で観測された最も遠い天体となりました。科学チームは遭遇後数ヶ月で少しずつ得られたデータに驚嘆しましたが、まだ解明すべき謎がいくつか残っていました。
科学者たちは現在、いくつかの新たな手がかりから、アロコスを構成する2つの破片が原始太陽系の同じ近傍で形成され、ゆっくりと合体したという結論に至ったと述べている。
まず第一に、2つのローブは極と赤道が近接しており、高速衝突の証拠は見当たりません。「衝突速度が相互脱出速度よりも大幅に低く、かつ斜めの角度で衝突した場合にのみ、シミュレーションの結果はアロコスに似たものになり始めます」と、ニューホライズンの科学者たちは研究論文の一つに記しています。
シミュレーションによると、アロコスの2つの半分は時速7マイル（約11キロメートル）以下の速度で接近したようだ。「ちょうどキスしているようなものです」と、セントルイス・ワシントン大学の惑星科学者ウィリアム・マッキノン氏は本日の記者会見で説明した。「もし宇宙船だったら、ドッキングしているはずです」
もう一つの手がかりは、この天体のスペクトル特性の均一性でした。どちらのローブも異様に赤く、スペクトル分析はメタノール氷の存在を強く示唆しています。2つのローブが化学的に均質であるという事実は、それらが近接して形成されたことをさらに裏付けています。
「基本的には地元産の材料を一度に使っています」とローウェル天文台のウィル・グランディ氏は語った。
マッキノン氏は、雲の崩壊シナリオは、太陽系が45億年前にこれほど急速に誕生した理由を説明できると述べた。「このシナリオは惑星形成を急速に促進するのです」と彼は語った。
科学者らは、アロコスのような微惑星が、地球のような地球型惑星や木星のような巨大ガス惑星を含む、より大きな世界が成長するきっかけとなったことはほぼ確実だと述べた。
アロコスの形状を3Dで再現したところ、大きい方のローブは幅12.8×12.3m、厚さ9.3km、小さい方のローブは幅9.6×8.6m、厚さ9.8kmであることが分かりました。これらの寸法から、この雪だるまは押しつぶされた虫のように見えますが、全体としては、科学者が昨年想定したほど押しつぶされていません。アロコスの体積は、これまでの考えよりも30%大きいと推定されています。
現在、ニューホライズンズはアロコスから3億1500万マイル以上も離れた地点を飛行しており、太陽系の端にある氷の環であるカイパーベルトを外側へ向かって急速に進んでいます。今後1年間はアロコスに関する科学データを送信し続ける予定です。
その間、ニューホライズンズの科学者たちは地上望遠鏡の観測時間を活用し、将来のフライバイの候補となる可能性のある、より遠方のカイパーベルト天体の探査に取り組みます。彼らは今後1、2年のうちに、接近観測の準備が整った第三の未知の惑星を特定したいと考えています。
サイエンス誌に掲載された3本の論文は、サウスウエスト研究所のジョン・スペンサー氏が筆頭著者である「カイパーベルト天体（486958）アロコスの地質学と地球物理学」、「カイパーベルトにある原始的接触連星である（486958）アロコスの太陽系星雲起源」（セントルイス・ワシントン大学のウィリアム・マッキノン氏が筆頭著者）、そしてローウェル天文台のウィル・グランディ氏が筆頭著者である「カイパーベルト天体（486958）アロコスの色、組成、熱環境」である。
