CSI:Chicxulub という番組のあらすじを知っていますか だろう？もちろん、何が恐竜を殺したのかを突き止めます。 「犯罪」の現場がメキシコのユカタン半島であり、研究者が巨大なクレーターを発見したことに疑いの余地はありません。しかし、凶器は小惑星か彗星か?歩道のチョコレートが粉々になったスニッカーズかキットカットかのように、些細な違いだと思うかもしれません。しかし、現在のチクシュルーブの町の近くでどのようなものが地球を襲ったかを知ることは、哺乳類が立ち上がる道を切り開くことであり、天文学者が私たちの惑星に対する宇宙の危険性を評価する方法に影響を与えます.
ご存知かもしれませんが、現在、彗星は遠くからやってきて、太陽系内で過ごす時間はほとんどありません。科学者たちは、何十年にもわたる研究に基づいて、地球に衝突するリスクは小さいと考えています。しかし、新しい研究は、彗星が以前考えられていたよりもはるかに大きな脅威をもたらすことを示唆しています.具体的には、長期です 、短期間のものではなく、注意する必要があります.
長周期彗星が地球に衝突する可能性が最も低いのは、太陽系内惑星系を訪れることはめったになく (多くの場合 1 回だけ)、非常に速く通過するため、地球は小さな標的となるからです。それらは、太陽から太陽系の端まで数光年 (地球と太陽の距離の 200,000 倍まで) 広がっているオールトの雲に由来します。オールトの雲からの天体のほとんどは太陽の近くを通過することはありませんが、私たちの空を明るく照らすことができるものはわずかです。彼らが暖まり、氷が気化するにつれて、彼らは明るい昏睡状態と尾を作ります.ヘール・ボップ彗星は、1997 年に太陽系内惑星系を通過したとき、まばゆいばかりの光景でした。
これらの彗星は、私たちの星にかろうじて重力的に拘束されています。不均一に分布するちりとガス雲の重力の組み合わせなどの銀河の力が、それらを内側の太陽系に向けて微調整します。一方、短周期 (または木星系) の彗星は、海王星の軌道を過ぎた後に残った氷の物質であるカイパー ベルトで発生します。太陽系の内側に向かう途中で、海王星の重力がそれらをパチンコで外に蹴り出します。それらが別のパスのために戻ってくると、最終的には天王星に向かって内側に移動し、土星と一緒にこのプロセスを繰り返し、太陽系の支配的な質量である木星にオブジェクトを渡します（もちろん太陽は別として）。ひとたび彗星が木星に捕らえられると、木星に近づきすぎて太陽系の外に打ち上げられるまで、時計は刻々と過ぎていきます。彗星が地球に衝突する時間枠はありますが、それは狭く、衝突率は低いです。
Scientific Reportsに掲載された新しい研究で ハーバード大学の天体物理学者であるアミール・シラージとアヴィ・ローブ (そう、異星人についての物議を醸す仮説の支持者) は、この話に皺を寄せています。彼らは、地球の軌道内を通過する長周期彗星の約 20% が太陽の近くを通過するため、潮汐力によって引き裂かれると計算しています。このプロセスは、地球との衝突の可能性を大幅に高める彗星の断片の長いストランドを作成します。
太陽の近くを通過する彗星が潮汐によって乱されることは、非常に一般的です。科学者たちは、潮のかけらである可能性が高い彗星のいくつかのグループを知っています。たとえば、クロイツ群には、太陽の周りの同様の軌道に沿って伸びる何千もの彗星が含まれており、千年以上前に破壊された単一の巨大な彗星の残骸であると考えられています.
チクシュルーブ クレーターから、科学者は、衝突体の直径が約 12 キロメートルであったことを知ることができます。クレーターの下で見つかった堆積物には、通常は小惑星に関連する物質が含まれていました。これは驚くべきことではありません。天文学的に言えば、地球を襲うもののほとんどは、近くにある小惑星帯の内側から来ており、これは緩い天体の最も近い源です。確かに、小惑星とスペクトル的に関連付けられている岩石は、私たちの隕石コレクションを支配しています.
これらの隕石は非常にありふれたものであるため、「普通の」コンドライト、または石の隕石と呼んでいます。ほとんどの隕石から反射された光は、望遠鏡を小惑星帯の内部に向けたときに見える光と同じように見えます。不安定な軌道共鳴がこのベルトを横切っており、小惑星がこれらの共鳴の 1 つに入ると、惑星 (通常は木星) がその軌道を強く乱し、次第に楕円形または「偏心」になるまで軌道を伸ばします。これにより、ベルトの内側から岩石惑星の領域に小惑星が押し出されますが、外側のベルトの小惑星は通常、木星に近づきすぎて、太陽系から完全に投げ出されます。多くの近接小惑星が太陽に衝突し、その一部が地球に衝突します。
2007 年の研究では、約 1 億 6000 万年前に（おそらく小惑星同士の衝突によって）より大きな天体が崩壊してできた、内側のベルトにあるバプティスティーナ族に関連する小惑星が恐竜の殺人者であると提案されました。その小惑星ファミリーのメンバーは、おそらく木星との不安定な共鳴に入り、内部太陽系に蹴られ、最終的に6500万年前に地球に衝突した.しかし、衝突後に残された堆積物は、私たちの惑星を襲ったものが通常のコンドライト隕石とは異なり、炭素質コンドライトに似ており、別のクラスの小惑星 (外側のベルトから来ることが多い) に関連していたことを示唆しています。
Baptistina ファミリーは炭素質コンドライトと組成が似ていると考えられていましたが、後の研究により、これらの小惑星は通常のコンドライトに似ている可能性が高いことが示されました。バプティスティナの分裂のタイミングも、約 8000 万年前にかなり早く変更されたため、影響が出るまでの時間枠はわずかしか残されていません。そのため、バプティスティーナ小惑星説はもはや恐竜殺しの説とは一致しません。もちろん、これは小惑星を完全に無視しているわけではありません。別の炭素質小惑星がその役目を果たした可能性は十分にある.
Science Advancesに掲載された最近の研究はまさにそれです 、示唆しています。この論文の共著者である Joanna Morgan 氏は、The Times に次のように語っています。 小惑星であることは今や「議論の余地がない」 、直径約12キロメートルで、恐竜を殺しました。衝突現場から回収された堆積物コアの1つには、「さまざまな地球化学トレーサーを使用して解きほぐすことができる、クレーター内のチクシュルーブ衝突イベントの直後の非常によく保存された記録が含まれています」と研究者は書いています。 「これらのトレーサーを適用することにより、新生代の最初の数か月から数千年にわたる生物圏と地球環境への小惑星の影響と、チクシュルーブの衝突の運命が前例のないほど詳細に解明されます。」
恐竜を絶滅させるほどの大きさの小惑星は、約3億5000万年ごとに地球に衝突することが示されています。潮汐の乱れを考慮しなければ、長周期彗星が衝突する可能性は非常に低く、その形成以来、地球に衝突した恐竜キラーは 1 人だけでした。しかし、破壊を考慮した後、Siraj と Loeb は、そのような衝突の割合が小惑星の場合とほぼ同じであることを発見しました。ただし、小惑星は密度が高すぎて簡単に破壊できないため、同じプロセスで小惑星の衝突率が高まることはありません。
Siraj と Loeb の別の彗星分裂モデルでは、少なくとも直径 40 ～ 60 キロメートルの彗星が到来する必要があります。これは、スタテン アイランドの南端からブロンクスの最北端まで (最良のシナリオでは 1 時間のドライブ)、ニューヨーク市とほぼ同じ大きさの怪物ですが、前例のないものではありません。ヘール・ボップ彗星。そのサイズの彗星が崩壊後に生成する破片のサイズを推定するのは簡単ではありませんが、Siraj と Loeb は直径約 7 キロメートルになると計算しています。
挑発的ではありますが、新しいモデルにはかなりの不確実性が伴います。すべての兆候は、小惑星が太陽系内部へのほとんどの衝突の原因であることを示しています。少なくとも、私たちが目にすることができるものについては。水星、月、火星のクレーター サイズの分布はすべて、地球に近い小惑星のサイズ分布を反映しており、これらが惑星 (ほとんどのクレーターが地質学的活動によって埋もれている地球を含む) に衝突した天体であることを示唆しています。または侵食によって覆われています）。
また、彗星モデルでは、巨大な彗星が太陽の近くを通過する際に乱れるたびに、膨大な数の破片が作成される必要があります。シミュレーションによると、破壊された体は潮汐によって引き伸ばされて長いストランドになり、それが約 10 ～ 20 個のオブジェクトに再凝集します。これらのシミュレーションは、1992 年に木星に近づきすぎたシューメーカー レビー 9 彗星が約 20 個の破片に分裂した自然な現象と一致しています。単一のイベントではなく、混乱イベント。対照的に、新しいモデルでは、彗星の衝突確率を小惑星の衝突確率と同じレベルにまで高めるには、数百から数千の破片を生成する必要があります。
次に、イリジウムという元素があります。世界中の大規模な地質学的発掘は、衝突の余波で、イリジウムに富む物質の印象的な層が堆積したことを示しています。イリジウムは地球上では非常にまれであり、「好鉄性」(鉄を好む) ため、地球のイリジウムのほとんどすべてが地球の核にあるため、科学者たちは、それらが宇宙から来たと考えています。恐竜キラーは、地球全体にイリジウムが豊富な層を残すのに十分な量を含んでいたに違いありません.
彗星には十分な量が含まれているでしょうか？それは、彗星が何でできているかによって異なります。テストする彗星の破片は多くありませんが、NASA のスターダスト ミッションの厚意により、コメット ワイルド 2 から返されたサンプルは、イリジウムを含むことが知られている炭素質コンドライト隕石に非常に似ていることを発見しました (やや少ないものの、通常のコンドライトよりも）。おそらく、彗星天体のイリジウム レベルはそれほど遠くないでしょうが、それはまだわかりません.
これにより、私たちは無人地帯に足を踏み入れることになります。 Baptistina のソースが枯渇している間、炭素質の小惑星は十分に豊富にあり、もっともらしい小惑星の衝突体を表すのに十分であり、すべてのデータと一致します。シラジとローブの彗星の考えを完全に排除するわけではありません。なぜなら、潮汐の乱れが（破片を生成することによって）彗星の数を増やすにつれて、彗星が惑星に衝突する確率も増加するからです。 .
恐竜を「オフ」にしなかったとしても、太陽の重力によって破片に砕け散った彗星が、過小評価されていた脅威をもたらしていると想定しても安全であることは明らかです。
ショーン・レイモンドは、フランスのボルドー天体物理学研究所で働くアメリカの天体物理学者です。また、サイエンスとフィクションの境界についてブログを書いており、最近では天文学の詩集を出版しています。
参考文献
1. Siraj, A. &Loeb, A. 恐竜絶滅の起源としての長周期彗星の分裂。 科学レポート 11 、3803 (2021)。
2.スタッフライター。バティスティーナの分裂。 宇宙生物学雑誌 (2007).
3. Goderis, S., 他 チクシュルーブの衝突構造内に保存された世界的に分布するイリジウム層。 科学の進歩 7 , eabe3647 (2021).
4. Blakely, R. チクシュルーブ クレーターに関連する小惑星の塵は、恐竜の絶滅説を裏付けています。 ザ・タイムズ (2021).
5. Stephens, T. 新しい形成理論は、神秘的な星間物体「オウムアムア」を説明します。 News.ucsc.edu (2020).
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