産業医科大学の大坪貴文氏を筆頭とする研究チームは、すばる望遠鏡が2003年11月に中間赤外線で観測した「エンケ彗星（2P/Encke）」のデータを解析し、彗星の本体である核（彗星核）の形と表面温度を推定したとする研究成果を発表しました。研究チームの成果をまとめた論文は学術誌「The Astronomical Journal」に掲載されています。
コマに隠れて見えにくい彗星の核
18世紀に発見されたエンケ彗星は、約3.3年周期で太陽を公転している短周期彗星です。19世紀には名前の由来であり、この彗星が周期彗星であることを突き止めたドイツの天文学者ヨハン・エンケによって、公転周期が少しずつ短くなっていることが明らかになりました。
この公転周期の変化は、核から噴き出すガスの反作用で軌道が変わる「非重力効果」によるものと考えられています。国立天文台によると、この効果の大きさや向きは、核の形や自転の状態、ガスが放出される場所や方向によって変わります。
ただ、彗星の核そのものを地上から調べるのは容易ではありません。彗星が太陽に近づくと、核から放出されたガスや塵（ダスト）が周囲に広がって「コマ」と呼ばれる構造を作り、多くの場合は核を覆い隠してしまうからです。
彗星核の熱放射をもとに表面温度と形を推定
研究チームは2003年11月に国立天文台ハワイ観測所のすばる望遠鏡を使用して取得された、物体が放つ熱を捉えられる中間赤外線の波長におけるエンケ彗星の高解像度の観測データを分析しました。すると、エンケ彗星は恒星のように点状に捉えられていたことが明らかになりました。
点状に観測されていたことから、エンケ彗星ではコマからの赤外線放射の影響が小さく、捉えられた放射の大部分は核そのものが放つ熱だと研究チームは判断しました。また、エンケ彗星が放出する塵はガスに比べて少ないことも、中間赤外線で核を捉えることができた要因の可能性が高いと考えられています。
さらに研究チームは、すばる望遠鏡でも点状にしか観測できないエンケ彗星の核の形を知るために、熱放射の時間変化に着目。5つの波長で2～3時間をあけて2回取得されたデータを分析したところ、1回目と比べて2回目の熱放射は1.5～1.8倍明るくなっていました。また、エンケ彗星の熱放射をもとに、太陽から約1.1天文単位の距離にあった時の核の表面温度を約328ケルビン（約55℃）だと推定しました。
研究チームは熱放射が変化した理由として、細長い形をした核が自転することで、地球からの見かけの大きさが変化したためだと予想。表面温度が一様な細長い回転楕円体が1つの軸で自転していて、熱が理想的に放射されていると仮定したモデルで核の大きさを見積もった結果、長さ約7km・幅約3kmという結果が得られたといいます。
国立天文台によると、今回の研究で推定された核の形は公転周期の変化をもたらす直接の原因とはいえないものの、彗星の活動と軌道の長期的な変化を理解するための基礎情報になります。大坪氏は今後について「より多くの彗星核の形や温度、表面物質を詳しく調べ、その素顔に迫っていきたいと考えています」と語っています。
文／ソラノサキ 編集／sorae編集部
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参考文献・出典
- 国立天文台すばる望遠鏡 - すばる望遠鏡が捉えたエンケ彗星核の素顔 ― 熱の輝きから見えてきた形と温度
- Ootsubo et al. - Photometric and Spectroscopic Observations of Comet 2P/Encke’s Nucleus in the Mid-infrared Wavelength Region (The Astronomical Journal)
