地球近傍小惑星「ベンヌ」の軌道を周回しているNASAの探査機「OSIRIS-REx（オシリス・レックス）」が、岩だらけの表面をカメラなどの機材を用いて慎重に探査している。こうしたなか、この小惑星が“くしゃみ”をするように岩石とみられる粒子を放出していることが明らかになった。
TEXT BY DANIEL OBERHAUS
TRANSLATION BY MADOKA SUGIYAMA
2019年1月6日に地球近傍小惑星「ベンヌ（Bennu）」を撮影した、露光時間の異なる写真の合成画像。最大の粒子が放出している様子が示されている。PHOTOGRAPH BY NASA/GODDARD/UNIVERSITY OF ARIZONA/LOCKHEED MARTIN
この1年間、米航空宇宙局（NASA）の探査機「OSIRIS-REx（オシリス・レックス）」は、地球近傍小惑星「ベンヌ」の軌道を周回している。
ベンヌは地球から不気味なほどすぐ近くを定期的に通過する小惑星だ。オシリス・レックスは、この小惑星の岩だらけの表面をカメラなどの機材を用いて慎重に探査している。
この探査は、オシリス・レックスが2020年にベンヌに着陸する地点の決定に役立っている。オシリス・レックスはベンヌのサンプルを採取するために必要な時間だけ、この小惑星の決められた地点に降り立つ。ベンヌのサンプルは2023年に地球へと持ち帰られることになっている。
粒子の放出がいたるところで発生
多くの科学者の予想によると、ベンヌのサンプルによって小惑星に関するわたしたちの理解は大きく変わるという。特に地球に接近する軌道をもち、わたしたちが知っている地球の生物に宇宙から最大の脅威をもたらす小惑星についての理解が根本から変わるというのだ。
『サイエンス』誌に12月初めに掲載された論文によると、NASAはこの地球外の天体の周辺ですでに驚くべき発見をしつつあるという。オシリス・レックスのチームは、これまでにベンヌの表面からの粒子放出を確認しているというのだ。ただし、粒子放出の原因はまだ特定できていない。
「いままで活動小惑星をこれほど接近して観測したことはありません」と、アリゾナ大学の天文学者でベンヌをオシリス・レックスの探査対象に推薦した科学者のカール・ハーゲンローザーは言う。「小惑星はほとんど変化せず、活動性を示さない天体であるという一般通念が通用していたのは、それほど昔のことではないのです」
2019年1月には、ベンヌから宇宙空間にセンチメートル規模の粒子が100ほど放出されるところを、オシリス・レックスに搭載された航法カメラが3回とらえた。探査機はかなりの数の粒子がベンヌの周りを蚊の大群のように回っているところも観測している。粒子の軌道がさまざまなのは、粒子放出がベンヌでは一般的な現象であり、小惑星表面の特定の2〜3カ所ではなく、いたるところで発生していることを示している。
宇宙に放出された岩石は再びベンヌへ
実は『サイエンス』の論文で報告された3回の粒子放出のあとも、比較的小規模なベンヌからの粒子放出をオシリス・レックスが数回観測したと、ハーゲンローザーは語る。
厳密にいえば、小惑星ベンヌは「活動」していない。というのも、ベンヌには地質学的な活動に必要な高温のコアがないからだ。
とはいえ、ハーゲンローザーと彼の同僚が発見したように、ベンヌはまったく活動的でないわけでもない。太陽系をうろうろする宇宙の“ゾンビ”で、くしゃみをするように小さな岩石を噴き出している。放出された粒子の一部は、弾丸のようにベンヌの表面にすぐに戻るが、それ以外の粒子は深宇宙の広大な空間へと飛んでいく。
もっともハーゲンローザーいわく本当に興味深いのは、こうした岩石がベンヌの周回軌道に入り、数日ほど小さな衛星になってからベンヌの表面に戻ることだという。
「わたしたちがいま観測しているものは、地球の地上からでは見ることができなかったはずの現象です」と、ハーゲンローザーは説明する。「そこでまだ疑問に思うのは、こうして観測しているものは比較的低い強度過程であり、ほかの活動小惑星で発生しているものと同じなのか、まったく違うものなのかということです」
さらに深まる謎
科学者たちは、2ダースほどの小惑星が地球のそばを通過するとき、大量の物質を放出するのを観測してきた。ところがこうした小惑星からの物質放出の原因を説明するために例示されるメカニズムは、ベンヌには当てはまらない。
例えば、小惑星の自転から生じる遠心力によって、表面から物質が放出される場合がある。しかし遠心力による粒子放出では、オシリス・レックスが観測した粒子の軌道の範囲を説明できない。
彗星の尾をつくる現象でもある氷の昇華によっても、ベンヌからの粒子放出を説明できない。なぜならオシリス・レックスが確認した粒子放出は、ベンヌの表面でも氷が形成されるには高温すぎる地点で発生しているからである。
ハーゲンローザーの話では、オシリス・レックスのチームは、粒子放出の謎について考えられる原因をふたつに絞っているという。ひとつは、約116℃からマイナス38℃まで差があるベンヌの極端な気温である。高温による加熱と低温による冷却を加えられた岩石が粒子となり、砕けてポップコーンのように飛び散る可能性がある。ふたつ目は、ベンヌへの流星塵の衝突である。流星塵がベンヌの表面に衝突するとき、粒子が舞い上がる可能性がある。
残念ながらオシリス・レックスには、この謎を解決できるほど長い間、ベンヌの軌道を周回する予定はない。この探査機には地球に戻る前に行わなければならない数多くの科学的な任務があるからだ。このため当面は、ベンヌの粒子放出の謎の解明は棚上げせざるをえないかもしれない。
それでもわたしたちが小惑星についてほとんど何も知らないことを前提にするなら、将来は別の小惑星における粒子放出現象を専門に研究するミッションを行う根拠は十分にあると、ハーゲンローザーは言う。
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