人類史上初めて観測された恒星間天体「オウムアムア」。その起源や組成などを巡る多くの論文が発表され、UFO説まで浮上したこの天体を、太陽系の外側まで追いかけるプロジェクトが進められている。理論上は2049年には追いつけるというが、本当に実現可能なのか。そして、実行する価値はあるのか。
TEXT BY DANIEL OBERHAUS
TRANSLATION BY CHIHIRO OKA
人類史上初の恒星間天体「オウムアムア」のイメージ図。IMAGE BY NASA
ハワイのマウイ島にある天体望遠鏡から、2017年10月に奇妙な物体が観測された。葉巻のような形をしており、大きさはエッフェル塔の2倍程度。時速6万マイル（約9万6,600km）近い速さで地球を通り過ぎ、加速していくように見えた。
ハワイ語で「偵察者」を意味する「オウムアムア」と名付けられたこの物体には、彗星と小惑星の両方の特徴が認められ、天文学者たちはこれを太陽系外からの侵入者であると結論づけた。数十億年前に別の星系で誕生し、宇宙空間を旅してきた天体だというのだ。
オウムアムアは人類史上初めて観測された恒星間天体である。過去3年間で、その起源や組成などを巡り数多くの学術論文が発表され、UFO説まで浮上している。
こうした騒ぎを尻目に、天体そのものは太陽系をあとにして深宇宙へと向かいつつあり、地球上からは観測すら難しいところまで遠ざかってしまった。つまり、宇宙船で追いかける以外にオウムアムアの謎を解き明かす方法はない、ということになる。
それがまさしく、英国の非営利団体「Initiative for Interstellar Studies」が呼びかける「プロジェクト・ライラ」の概要だ。同団体はこの分野の研究や教育を支援しており、オウムアムアの発見からわずか2週間後にこれを追跡する計画を提案した。宇宙科学の専門誌『Acta Astronautica』の5月号には、プロジェクトの改訂版が掲載される予定だ。
ソフトウェア開発者のアダム・ヒバードは、「少なくとも理論的に可能であることはわかっています」と話す。ヒバードはオウムアムアを追跡する軌跡を計算するプログラムをヴォランティアで作成した人物だ。「プロジェクト・ライラが実現すれば、素晴らしい結果が得られるはずです。宇宙における人類の立ち位置を根本から覆すような発見があるかもしれないのです」と、期待する。
オウムアムアには2049年に追いつける？
オウムアムアは現在、実用化された宇宙船で最速となる無人探査機「ヴォイジャー1号」の2倍の速度で地球から離れつつある。具体的には、年間約5億マイル（8億476万km、これは地球から木星までの平均距離にほぼ等しい）を移動できる速さで進んでおり、このまま行けば2030年代後半には星間空間に突入する。
オウムアムアに追いつくには、まず世界最大規模のロケット（スペースXの「Falcon Heavy」か、米航空宇宙局（NASA）が開発中の「Space Launch System」が提案されている）で追跡機を打ち上げる。そして木星と太陽の重力を利用して、スリングショットで弾を飛ばす要領で、遠ざかる未知の天体に向かって放り投げるのだ。
プロジェクト・ライラは、2030年に追跡機の打ち上げを実施するよう提案している。追跡機がオウムアムアを捉えるのは2049年ごろになる見通しだ。この時点で、謎の天体は太陽から冥王星までの距離の5倍よりさらに遠いところにいる。
参考までに、地球から最も離れた場所まで到達したヴォイジャー1号は、40年という時間をかけて150億マイル（241億4,000万km）の旅をした。プロジェクト・ライラでは、オウムアムアを追いかけるために20年弱で200億マイル（321億8,700万km）を飛ばなければならない。
ヒバードは「このミッションはいつでも始められるわけではありません」と説明する。「既存のテクノロジーだけで遂行するには、木星が特定の位置にあるときに打ち上げる必要があるからです。木星の公転周期は約12年なので、次の機会は木星が再び同じ位置に達するとき、つまり12年後になります」
本当に実現可能なのか？
小型衛星システムを開発する民間企業Space Initiativesの主任研究員であるマーシャル・ユーバンクスは、『Acta Astronautica』に掲載予定のプロジェクト・ライラに関する論文の共著者のひとりだ。ユーバンクスは、今回のプロジェクトが星間空間を対象としたより大規模なミッションの足がかりになると考えている。
例えば、ロシアの大富豪ユーリ・ミルナーが資金を提供する「ブレークスルー・スターショット」計画では、ケンタウルス座アルファ星系に、親指程度の大きさでレーザーで動く超小型探査機を大量に送り込むことを目指している。ユーバンクスは、オウムアムアを追いかけるミッションは、ケンタウルス座に宇宙船を送り込むより「はるかに簡単」だと言う。
もちろん、プロジェクト・ライラにも難しい課題はたくさんある。例えば、広大な宇宙のどこかを漂っているはずのオウムアムアを見つけることは容易ではない。ユーバンクスは「恒星間天体を巡るミッションの推進においては、強固な科学的裏付けが必要になります」と言う。「わたしたちが直面している問いは、これは本当に実現可能なプロジェクトなのか、というものです」
現時点で計画中の星間空間ミッションは、いずれも実現可能性が低く、技術的課題や莫大な資金の調達といった問題が残されている。単純に恒星間天体を捕まえることだけが目的なら、太陽系の外まで追いかけるより再び出現するまで待つほうが効率がいいと、イェール大学の博士課程で天体物理学を専攻するダリル・セリグマンは言う。
「恒星間天体は太陽系外の場所で形成された星や惑星などの残りかすで、放っておいても自然に地球に向かってやってきます。つまり、見つけないことのほうが不可能なのです」
セリグマンは2018年、指導教官で天文学教授のグレゴリー・ラフマンと共著で、既存の宇宙関連技術だけを使って太陽系を通過する恒星間天体を捕捉することは可能だとする論文を発表した。セリグマンなど一部の天文学者は、太陽系には恒星間天体が大量に存在すると主張する。ただ、人類がそれを見つけられないだけなのだ。実際、2019年8月にはクリミアのアマチュア天文家が、史上2個目となる恒星間天体「ボリソフ彗星」を発見している。
恒星間天体への接近通過は実現するか
専門家たちは、チリに建設中の大型シノプティック・サーヴェイ望遠鏡（ヴェラ・C・ルービン天文台）のような最新鋭の巨大望遠鏡による観測が始まれば、さらに多くの恒星間天体が見つかるだろうと考えている。究極的にはタイミングなのだ。事前にわかっていて十分な時間的余裕があれば、彗星や小惑星などに近づくために地球から探査機を打ち上げることは、それほど難しくはない。
オウムアムアの場合、ちょうど地球から離れ始めた時点で発見されたことから、軌道上で待ち構えているには遅すぎた。セリグマンとラフマンによると、オウムアムアが地球に最も近づく瞬間に探査機の準備ができていれば、人類が初めて目にした恒星間天体に接触することも可能だったのだ。
欧州宇宙機関（ESA）は昨年、彗星観測ミッション「コメット・インターセプター」を実行に移すことを決めている。2028年に地球と太陽の重力が均衡するラングランジュ点と呼ばれる場所のひとつに探査機を打ち上げる内容で、成功すれば人類史上初の恒星間天体への接近通過が実現するかもしれない。
ラグランジュ点は宇宙空間で特に安定性の高い場所で、探査機はここにとどまってターゲットがやってくるまで待つ。太陽系に初めて飛来する彗星がラグランジュ点に近づくと、探査機は3つの機体に分解し、うち1機が探査対象の彗星から600マイル（966km）の位置でデータを収集する。 残り2機はさらに接近して、彗星から発せられるガスや塵を採取したり、磁場を測定したりする計画だ。
原始的な特徴をとどめる彗星を分析することで、太陽系の形成過程についてより深い理解が得られることが期待される。また、その彗星が恒星間天体だった場合、太陽系外の宇宙を知るための手がかりにもなるだろう。
オウムアムアを追跡する価値
それでは、オウムアムアをはるか彼方まで追いかける計画は無駄かといえば、必ずしもそうとは限らない。天文学者たちは恒星間天体は彗星のように見えるだろうと予想しており、実際にボリソフ彗星はその名が示すように、ごく普通の彗星の形状をしていた。セリグマンは、ほかの恒星間天体も同じはずだと説明する。
一方で、オウムアムアは非常に奇妙だ。まず、彗星のように周囲にガス層が存在しない。細長い棒のような形で回転しており、さらに原因は不明だが、わずかに加速していると考えられている。今後、複数の恒星間天体が見つかったとして、そのいずれもオウムアムアとは異なる場合、この不思議な天体を太陽系の外まで追跡する価値はあるかもしれない。
Space Initiativesのユーバンクスは、「オウムアムアと似た天体が見つかれば関心は下がるでしょう」と話す。「ただ、10年経っても同じような天体が存在しないのであれば、追跡プロジェクトの魅力は増すと思います」
思考実験か、話のネタか
プロジェクト・ライラを巡っては、近く追跡機のデザインが公開される予定だが、建造の見通しは立っていない。理論的に可能であっても、太陽系の外まで天体を追いかけるには巨額の費用がかかる。太陽系外惑星に向かうための宇宙船は過去にいくつか提案されたが、いずれも実現しなかった。
それでも、NASAが恒星間探査ミッションに乗り出す姿勢を示しているいま、恒星間天体を追跡するといったアイデアは、太陽系の外に広がる宇宙を目指すために必要となる革新的な思考を喚起するうえで役立つだろう。
プロジェクト・ライラは最終的には、思考実験か話のネタとして終わってしまう可能性が高い。だが、セリグマンが正しければ、宇宙の謎に近づくためにオウムアムアを追いかける必要はないのだ。地球のすぐそばを通過する太陽系の外からの訪問者について、学ぶべきことはたくさんある。
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March 22, 2020 at 04:00PM
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