超大型望遠鏡 (VLT) によって収集されたデータを使用して、天文学者のチームは、太陽から遠く離れた場所にある彗星を含む、約 20 の異なる太陽系彗星の大気中に鉄とニッケルを発見しました。
これらの発見は天文学者にとって驚きとなるでしょう。そのような重金属が彗星の内部に固体として存在することは以前から知られていましたが、そのような元素の蒸気はこれまで高温環境での彗星の大気と関連づけられていたにすぎないからです。
これは、星から遠く離れた彗星のより低温の大気中にそのような蒸気が見られたのは初めてであり、彗星の表面にこれまで知られていなかったメカニズムまたは物質があることを示している可能性があります。
「過去 20 年間に観測したすべての彗星の大気中に鉄とニッケルの原子が検出されたことは大きな驚きでした。そのうちの約 20 個、さらには寒冷宇宙環境で太陽から遠く離れた彗星でも検出されました」とジーンは言います。ベルギー、リエージュ大学の Manfroid
しかし、チームが発見した驚きはこれだけではありませんでした。 VLT で 20 年間彗星を研究してきたベルギーの天文学者は、彗星の大気中にニッケルと鉄が同量存在することを観測しました。
一般に、鉄はニッケルの約10倍太陽系に豊富に存在し、彗星は太陽系内の惑星体の形成から残された物質であると考えられています.つまり、チームが観測した彗星に、なぜこれほど多くのニッケルが含まれているのかは謎のままです。
「彗星は約 46 億年前、非常に若い太陽系で形成され、それ以来変化していません。その意味で、それらは天文学者にとって化石のようなものです」と同じくリエージュ大学のエマニュエル・ジェヒンは言います。 「 この発見は何年もの間、注目されていませんでした。」
Manfroid と Jehin は、ジャーナル Nature の最新版に掲載された論文の著者の 2 人です。 チームの調査結果を文書化します。 Nature に掲載された、そのような物体の大気中の金属を明らかにした研究はこれだけではありません。 今月。
今回はポーランドにいる別の研究チームが、恒星間ビジター 2l/Borisov の周囲の大気中にニッケル蒸気の痕跡を発見したという啓示がこの発見に伴います。
この彗星は、2019 年にニュースの見出しを飾ったことから、おなじみのように聞こえるかもしれません。この彗星は、太陽系内で見つかった 2 番目の天体であり、惑星系の外から発生したものでした。
この 2 番目の発見を詳述した論文も、今月の Nature に掲載されています。
ヘヴィメタルロック
天文学者は、彗星の氷や岩の内部にさまざまな金属が存在することを以前から知っていました。使用済みの彗星は、金、銀、プラチナ、鉄などの貴金属や有用な金属を採掘できるという提案さえありました.
彗星内のこれらの固体金属は、天体が星のすぐ近くを通過しない限り、天体の大気中にガスとして発見されるとは予想されていませんでした。彗星内の固体金属を「昇華」させる太陽のように、固体材料が直接気体状態に変化するプロセスです。
つまり、太陽の熱から離れた宇宙の寒冷な環境にある遠方の彗星は、重金属の大気を持つべきではないということです。
それにもかかわらず、研究者たちは現在、太陽から 4 億 8000 万キロメートル離れた彗星の大気中にニッケルと鉄の蒸気を発見しています。 3 天文単位、または太陽と地球の間の距離の 3 倍の距離。
この発見を行うために、チームは、特定の化学元素の特徴を明らかにする分光法と、VLT の紫外可視エシェル分光器 (UVES) 装置を使用して、彗星の大気の化学組成を評価しました。
チームが彗星の大気で発見したニッケルと鉄のスペクトル線は非常にかすかであり、過去にそのような元素が見逃された理由は、その量が少ないためであると彼らは信じています。チームは、彼らが調査した彗星の大気中の水100kgごとに、それぞれわずか1グラムの鉄とニッケルがあると言います.
ベルギーの天文学者は、低温での昇華と同量の鉄とニッケルが一緒になっていることは、彼らが研究した彗星の表面に未発見の何かがあることを意味すると信じています.
「通常、ニッケルの 10 倍の鉄が存在します。彗星大気では、両方の元素でほぼ同じ量が見つかりました」と、同じくリエージュ大学のベルギー チームのメンバーであるダミアン ユツェメカースは説明します。それらは、彗星の核の表面にある特別な種類の物質から生じ、かなり低い温度で昇華し、鉄とニッケルをほぼ同じ割合で放出する可能性があります。」
チームは、チリ北部のアタカマ砂漠地域で現在建設中の ESO の超大型望遠鏡 (ELT) で中赤外線 ELT イメージャーおよび分光器 (METIS) などの新しい望遠鏡技術を使用して、この物質が何であるかを発見しようとしています。は。
このチームの調査結果には、2I/ボリソフの大気中にもニッケル蒸気が発見されたという啓示が伴います。
2I/ボリソフ:与え続ける星間侵入者
星間ビジター 2I/ボリソフの大気にも金属が存在するという発見は、ポーランドの天文学者チームによって行われました。また、チームは VLT を使用して、太陽系を通過する星間彗星を垣間見ることができました。
VLT の X-Shooter スペクトログラフで収集されたデータは、2I/Borisov を取り囲む冷たいエンベロープ内のニッケル蒸気を明らかにしました。
ESO/L.カルサダ/O. Hainaut、P. Guzik、M. Drhus
この発見は天文学者にとってもう 1 つの驚きであり、冷たい大気中での昇華した重金属の発見についても詳細に述べています。
「最初は、太陽から遠く離れた 2I/Borisov に原子状ニッケルが実際に存在する可能性があるとは信じられませんでした」と、この 2 番目の研究の共著者である、ポーランドのヤゲロニア大学の Piotr Guzik は言います。 「最終的に自分自身を納得させるまでに、多くのテストとチェックが必要でした。」
この後者の研究は、ニッケルが私たちの太陽系の形成中に独自に存在していたわけではありませんが、別の惑星グループからの彗星で見られるように、ニッケルはそのような多くの集塊で一般的である可能性があります.
「突然、ガス状のニッケルが銀河の他の隅の彗星大気に存在することがわかりました。」 同じくヤギェウォ大学のミハウ・ドラフスは、この論文のもう一人の共著者であると述べています。
一致して、これらの両方の研究は、この太陽系の彗星と星間ビジター 2I/ボリソフが多くの類似点を共有していることを示しています。 Dahus 氏は次のように付け加えています。「今度は、太陽系の彗星が他の惑星系に真の類似物を持っていると想像してみてください。それはどれほど素晴らしいことでしょうか?」
一方、Jehin は、これらの研究が、彗星体とその大気に関する将来の研究、および既に収集されたデータの再検討を刺激する可能性があると考えています。
リエージュ大学の研究者は、「現在、人々は他の望遠鏡からのアーカイブ データでこれらの線を検索するようになっています」と結論付けています。 「これは、このテーマに関する新しい研究のきっかけにもなると思います。」
