太陽系外縁の小天体に「あるはずのない」大気を発見 冥王星以外で初
（CNN）太陽系外縁部の小天体の周りに、薄い大気が存在することが新たに分かった。従来は、これほど小さな天体が大気を保持することはできないと考えられていた。
太陽系のはずれの「カイパーベルト」には、氷と岩石でできた太陽系外縁天体（TNO、海王星以遠天体）が何千個も存在している。45億年前に太陽系が誕生した時の残骸だ。
TNOの中では、準惑星の冥王星が最も大きい。
カイパーベルトの小天体はどれも極低温で表面重力が弱く、薄い大気を持つ冥王星以外は大気を保持できないとされてきた。濃い大気圏は通常、土星最大の衛星「タイタン」のように大きな惑星や衛星の周りに形成される。
TNOの大きさは冥王星の下に準惑星のエリス、ハウメア、マケマケ、準惑星候補のクワオアーと続くが、いずれも大気は見つかっていない。
4日付の科学誌「ネイチャー・アストロノミー」に掲載された日本の天文学者らによる研究では、「（612533）2002XV93」というTNOの周りに薄い大気の層があることが分かった。
冥王星が直径2377キロなのに対し、2002XV93の直径は約500キロだ。
国立天文台の有松亘（こう）講師を中心とするチームの意外な発見によって、小天体の周りに大気の層がどう形成され、どのように保持されるのかを初めてうかがい知ることができたり、カイパーベルトの天体に対する考え方が変わったりするかもしれない。
観測のチャンスをつかむ有松氏らのチームは2024年1月、TNOが明るい恒星の前を横切るのを日本から見るという、またとない観測のチャンスをとらえた。
2002XV93はカイパーベルトの天体としては標準的な軌道を持ち、準惑星よりも小さい。ほかのTNOとの違いはないとみられていた。
だが同氏によると、TNOが背後から恒星に照らされる恒星掩蔽（えんぺい）という現象は、遠い小天体の大きさや形、特徴を調べる絶好のチャンスとなる。チームは京都府と長野県の天文台、さらに福島県でアマチュア観測家が運用する望遠鏡も加えた計3カ所から観測を試みた。
その結果、TNOが恒星の前を横切る際に、恒星の光が緩やかに弱まる様子が観測された。これは大気の存在を示唆している。天体に大気がなければ、恒星はもっとはっきりと消えたり、再び現れたりするはずだ。
有松氏のメールによると、恒星に影がかかっていく縁あたりの明るさは、約1.5秒かけて緩やかに変化した。この変わり方は、天体の周りにある希薄な大気で恒星の光が屈折したとすれば説明がつくという。
チームの推定によれば、2002XV93の大気の濃さは地球の大気の500万〜1000万分の一程度で、その起源としては2通りの可能性が考えられる。
氷火山の活動で天体内部からメタンや窒素、一酸化炭素が噴き出しているのかもしれない。あるいは、カイパーベルトにある彗星（すいせい）のような別の天体が衝突し、ガスが放出されたとも考えられる。
衝突の結果だとすれば、この大気は数百年でなくなる可能性もあると、有松氏は指摘する。一方で氷火山の活動ならば、ガスの放出で大気が常に補給され、ずっと長く存在し続けるかもしれない。
2002XV93の観測は続く2002XV93については、今後さらに掩蔽のチャンスを通して、あるいは強力なジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使って観測が進められ、大気の性質や起源、年月を追った変化などが分かってくるだろう。
有松氏によると、将来の掩蔽で大気圧が着実に下がるようなら、短期的な衝突起源と考えられる。
ウェッブ望遠鏡による観測で、メタンや一酸化炭素の放出が検知されたり、大気の組成が判明したりするかもしれない。
同氏らのチームは引き続き掩蔽を観測し、ほかにも大気を持つTNOがあるかどうかを探る構えだ。その結果によって、 2002 XV93がまれにみる例外なのか、ほかにも似たような小天体があるのかが明らかになるだろう。
米カーネギー研究所の専任研究員、スコット・S・シェパード氏は「非常に刺激的な発見だ」と話す。「2002XV93のような天体は小さすぎて大気を保持できないと考えられていたが、この研究結果でそうではないことが分かった」
シェパード氏は今回の研究に参加していないが、TNOの研究や発見に携わってきた。
同氏によれば、今回の研究では2002XV93で最近、凍ったガスが噴き出したか、表面にゆっくり降り注いだ物質があったか、いずれにせよなんらかの活動があったことを示した点も注目される。
同氏はメールを通し、「カイパーベルトが冷たい死の空間ではなく、活気にあふれ、生命の構成要素を多く含んでいることが分かる」と述べた。
