惑星がぶつかって粉々になって、今はデブリがぐるぐる回ってるってのはどうでしょ?

宇宙望遠鏡ケプラーが2015年、ある星のおかしな挙動を発見しました。KIC 8462852、またの名を「タビーの星」(発見者がタビーさん)が、非常に不規則に減光していたんです。周期性もなく、減光するときは一気に20%前後も暗くなることがあり、他の星ではこのような現象が見られたことはありませんでした。そのため彗星の群れが横切ったんだとか、エイリアンの仕業だとか、さまざまな仮説が飛び出したんですが、このたびかなり納得の新たな説が発表されました。

最初に言っておくと、残念ながら、多分エイリアンのせいではなさそうです。

コロンビア大学のBrian MetzgerさんとNicholas Stoneさん、バークレー大学のKen Shenさんは、タビーの星の減光は、その惑星や衛星との衝突によるものだという仮説を立てています。彼らの論文は、学術誌Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載されるべく、今査読を受けているところです。

タビーの星はほとんどの点においてはごく普通の星なのですが、そのおかしな挙動はこの1年あまり天文学者たちを混乱させてきました。まず2015年9月、ケプラーのデータからこの星の不規則な明滅が発覚したのですが、その後の調査でさらに1890年から1989年の100年ちょっとで14%も暗くなっていたこともわかりました。おまけにケプラーが稼働してからの4年間で、さらに3%暗くなっていたんです。このような挙動は前例がなく、天文学者たちを悩ませてきました。



ふたつの原始惑星が上の画像のようにぶつかりあい、巨大なデブリフィールドを作ったという仮説もありました(image: NASA/JPL-Caltech)


これまで、減光の原因としてさまざまな仮説が提案されています。たとえば星の歪みのせいだとか、惑星同士の衝突のせいだとか、エイリアンがダイソン球を作ったんだとか。でも問題は、こうした仮説のどれも、長期的な減光と短期間な明滅の両方を説明できていないことでした。Metzgerさんたちは、その説明を可能にしたんです。

Metzgerさんらは、惑星がタビーの星に衝突したんだと主張しています。そしてまず長期的な減光に関しては、星の衝突による重力エネルギーが星の核エネルギー生産を増強して光度が上がり、その後ゆっくり暗くなっていったことで起きたのだと説明しています。この考え方が正しければ、今タビーの星は通常より明るい状態から普通に戻っていく途中、ということになります。

さらに短期的な明滅に関しては、次のように説明されています。つまり惑星との衝突後、惑星の一部や衛星が偏心的な軌道上でデブリフィールドを形成していて、それが星と地球の間を通過するときに光が遮られて不規則に暗くなっているように見えるのではないか、ということです。

ちなみにどんなサイズの惑星が衝突したのかに関しては、Metzgerさんは衝突の起きた時期によって違ってくると言っています。「その惑星が木星ほどの大きさなら、今の減光の勢いを説明するには、衝突は1000年ほど前だったと考えられます」「もしその天体が月ほどのサイズだったら、10年ほど前だったのでしょう」とMetzgerさんは米Gizmodoに語りました。ただ彼は、月くらいのサイズでは100年以上に及ぶ減光を説明できないとも言っています。

また彼らは、衝突した惑星の出処ははっきりしないと言っています。「たくさんの小さな天体が連続したことも考えられるし、大きなものがひとつだけ、大昔に来たのかもしれません」とMetzgerさん。「この段階で見分けるのは難しいですが、周回しているデブリがヒントになる可能性はあります」

もうひとりの研究者Stoneさんによれば、この衝突は短期間で起きたわけではなさそうです。「その惑星は数百万年かけて近点(軌道上でもっともタビーの星に近い位置)を近づけていき、最終的に星に衝突し、明るさを増して、その後ゆっくりと減光させていったのです」とStoneさん。「このゆっくりしたプロセスの終わりにかけて、惑星の衛星はどれもタビーの星の潮汐場によって引き離されていたことでしょう」。木星や土星のようなガスの巨大な星にはかなり大きな氷の月が数十もあることから、それらも含めてデブリ化したとすれば相当な量になります。

「さらにこれらの衛星のタビーの星への近点は、我々の太陽における水星の軌道より近いんです。なのでその表面の層が氷であれば、それが蒸発し、急速に気体化して、地表から水蒸気の雲とほこりを吹き飛ばしているでしょう」、「ホコリを含む雲が蒸発し、膨張しているなら、それがケプラーが捉えたタビーの星の不規則な減光を説明できるかもしれません」とStone氏は言います。または、引き離された月の潮汐加熱でホコリの巨大な雲ができていると見ることもできるそうです。

我々が把握できたタビーの星の減光していく期間は、宇宙の尺度ではほんの一瞬です。その中でも天体の衝突という現象を捉えられたということは、このような現象はありふれたことだということです。ケプラーはケプラーはこれまで10万前後の星を観測してきましたが、宇宙には天の川銀河だけでも約1000億の恒星があると言われています。「なので、ケプラーで見える範囲で惑星が飲み込まれたのを観測できたなら、同じことをしている星が我々の銀河の中だけで100万個あるということです」とMetzgerさん。いわく、タビーの星の挙動が一般的だとしたら、ひとつの星は生涯で木星のような惑星を10個前後、または月のような天体は1万個飲み込むと考えられるそうです。

この仮説の良いところは、検証できるということです。Metzgerさんは次にタビーの星の光度が大きく下がったら、デブリフィールドからかなりのガスとホコリが放出されるだろうといいます。「これによって、(ホコリが熱されることで)赤外線の一時的なフレアが生まれ、数日から数週間続くでしょう」とMetzgerさんは予測しています。または、もし他の恒星でも惑星や月が衝突するのを観測できたら、それによってもこの仮説を検証できそうです。

・人類が宇宙人と出会える年は? 法則から新説が導き出される…
・宇宙人が見つからないのは太陽に似た星の周りばかり探し続けたから?

top image: NASA/JPL-Caltech/T.Pyle
source: arXiv via New Scientist

George Dvorsky - Gizmodo US[原文]
(福田ミホ)