日本の探査機はやぶさ2がサンプルを持ち帰ったことで有名な小惑星「リュウグウ」。
このリュウグウは構造がスカスカだったり、赤道部分が膨らんているなど珍しい特徴があり、その形成過程についてはさまざまな議論が存在します。
名古屋市立大学、岡山大学の共同研究チームは、リュウグウが元々彗星で、それが小惑星になったという「彗星起源説」を世界で初めて理論的にモデル化することに成功。
彗星が短期間で小惑星に至る過程を解説しています。
しかし、この話については、そもそも小惑星と彗星の違いが何なのかから説明してもらわないと意味がよくわからないという人も多いでしょう。
今回はこの両者の違いを交えて、リュウグウのたどった歴史について見ていきましょう。
研究の詳細は、2022年1月31日に科学雑誌『The Astrophysical Journal Letters』に掲載されています。
謎多き小惑星リュウグウの起源
JAXAの探査機、「はやぶさ2」の探査活動では、リュウグウの構造がスカスカの軽石のような多孔質であることが明らかになっています。
また、リュウグウは赤道にあたる中央部分が膨らんだダイヤ型の形状をしており、これはかつてこの天体の自転速度が速かったためだと推測されています。
こうした事実から、リュウグウがなぜスカスカの構造なのか？ ダイヤ型の形状を作った速い自転速度はどうやってもたらされたのかなど、リュウグウの形成過程について多くの謎が生まれたのです。
これについて、JAXAをはじめとした研究グループは、もともと塵（ダスト）の集まった低密度のスカスカな微惑星に別の天体がぶつかって砕けた後、高密度のコアに再びその塵が集まって現在のリュウグウを形成したという説を発表しています。
衝突の衝撃が速い自転速度を生み、そのため塵はダイヤ型に集積していき、現在のスカスカで中央が膨らんだ小惑星になったというのです。
ただ、塵が再集積して小惑星を形成する詳しいメカニズムはよくわかっておらず、低密度のスカスカな小惑星がどの程度一般的なのかもまだよくわかりません。
また、はやぶさ2が持ち帰ったサンプル分析からは、他天体との衝突の可能性が低いと考えられています。
そのため新たな説として提案されているのが、小惑星リュウグウがもともと彗星だったのでは？ という考え方です。
今回の研究はこの「彗星起源説」が実現可能かどうかを検証し、彗星が小惑星へと変化する過程を理論的にモデル化しています。
しかしまず、ほとんどの人は「小惑星と彗星って何が違うの？」と思っているかもしれません。
なので、この2つの違いについてまずは解説していきましょう。
小惑星と彗星の違い
小惑星と彗星は何が違うのでしょうか？
簡単に言ってしまうと、小惑星は岩で彗星は氷です。
彗星はぼんやりと輝くは多く尾を引いているという印象を持っている人は多いでしょう。
彗星は「汚れた雪玉」と表現されるような塵が混じった氷の塊なので、これが太陽に近づくにつれて溶けるので、キラキラときらめく尾ができるのです。
氷に含まれていた塵が吹き飛ばされると、それが太陽光を反射する尾となって彗星の進行方向に対して後方に伸びていきます。
一方、溶かされた氷はプラズマ化したガスとして放出されます。これは太陽風に影響されるため、塵の尾とは別方向に太陽に対して垂直に伸びる場合がほとんどです。
そのため彗星はよく観察すると二股に分かれた尾を持っているのです。
この他に、太陽系を周回する軌道も、両者を分ける重要な要素になります。
氷を含んだ天体は、太陽の近くでは形成されないため、太陽系の外縁に存在しています。
そのため、彗星は地球からは非常に遠い、エッジワース・カイパーベルトやオールトの雲と呼ばれる太陽系外縁の領域から非常に長い楕円形の軌道を描いてやってきます。
一方、小惑星は比較的太陽に近い場所で惑星にはならなかった欠片だと考えられ、大体が太陽系の惑星とよく似た軌道を回っています。
そのため基本的に小惑星は、火星と木星の間の小惑星帯（アステロイドベルト）または、木星のラグランジュ点にあたるトロヤ群に存在しています。
このような特徴から両者は分けられるため、尾を引いているのに、軌道は小惑星帯という天体があると、天文学者を混乱させる原因になります。
