Research press release

惑星科学:オウムアムアはどのように形成されたか

Nature Astronomy

Planetary science: How ‘Oumuamua was formed

恒星間天体オウムアムア(‘Oumuamua)は、親星の非常に近くを通過し、潮汐力によってばらばらにされる前に放出された、惑星体の断片であるという可能性を示した論文がNature Astronomy に発表される。この発見は、オウムアムアの異常に細長い形、もやがかった彗星コマの欠如、そしてオウムアムアが太陽から遠ざかったときの非重力的な力を経験したことを含む、いくつかの独特な特徴を説明できる可能性がある。

オウムアムアは、太陽系内で発見された最初の恒星間天体であった。オウムアムアは、その外観から彗星に似た天体と予想されたが、初期の観測は彗星活動の証拠を持たない、小惑星に似た天体であることが明らかになった。また、オウムアムアは、モデルによる再現の難しい、多くの特異な特性も示している。

今回、Yun ZhangとDouglas Linたちは、オウムアムアの特異な特徴を説明するための統一的な形成理論を提唱している。著者たちは最先端のモデルを用いて、中心に存在する星の近くを軌道運動するオウムアムアの親天体の潮汐破壊をシミュレーションした。その結果、親天体が中心星から数十万キロメートル以内に近づけば、親天体は、中心星の潮汐力によってゆがめられ、その後、破壊されることが分かった。親天体は、惑星系から脱出するために十分な運動エネルギーを持った、非常に細長い、タンブリング運動を行う断片を形成する。親天体の表面は非常に高温となり、大部分の揮発性物質は蒸発する。著者たちは、水が深い層に保持されている可能性があり、オウムアムアの多孔質の表面を通じた蒸発が、太陽を通り過ぎた間に観測された非重力的な加速を説明できる可能性があると提案している。

著者たちは、オウムアムアの前駆天体は、低質量星あるいは白色矮星の周りを軌道運動している、キロメートルサイズの微惑星(惑星の前駆天体)、あるいは近接した岩石質のスーパーアースである可能性があると示唆している。

The interstellar visitor ‘Oumuamua may be a fragment of a planetary body that passed too close to its host star and before being torn apart by tidal forces, suggests a study published in Nature Astronomy . This finding may explain some of the peculiar characteristics of ‘Oumuamua, including its unusually elongated shape, its lack of hazy cometary coma, and that it experienced a non-gravitational force when it flew by the Sun.

‘Oumuamua was the first interstellar object to be detected within the Solar System. It was expected that ‘Oumuamua would be comet-like in appearance, but initial observations found it was an asteroid-like body, with no evidence of cometary activity. ‘Oumuamua also demonstrated a number of unusual features that models have struggled to reproduce.

Yun Zhang and Douglas Lin propose a unified formation theory to explain ‘Oumuamua’s peculiar characteristics. The authors used a state-of-the-art model to simulate the tidal disruption of a parent body orbiting close to its star. They show that if the body comes within a few hundred thousand kilometres of the star, it becomes distorted and then disrupted by stellar tides. The body then produces highly elongated tumbling fragments with enough kinetic energy to escape from the planetary system. The surface of the body becomes very hot and most of the volatile substances evaporate. The authors propose that water can be retained in the deeper layers, and that vaporization through ‘Oumuamua’s porous surface could explain the observed non-gravitational acceleration during its passage by the Sun.

The authors suggest that ‘Oumuamua’s progenitor may have been a kilometre-sized planetesimal (planetary precursor), or a close-in rocky super-Earth, orbiting a low-mass star or a white dwarf.

doi: 10.1038/s41550-020-1065-8

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