オールトの雲：長周期彗星の家と太陽系の最果て
太陽系の最果てに何がありますか？科学者たちは、太陽系を取り囲む氷と塵の巨大な「泡」があると信じています。この宇宙空間はオールトの雲と呼ばれています。オールトの雲は非常に遠く、到達するのが難しいため、その秘密のほとんどは隠されたままです。しかし、太陽系がどのような姿をしているのか、どのように形成されたのかを知るためには、この雲の研究を続けていく必要があります。この記事では、この魅力的な宇宙空間について、これまでに分かっていることを紹介します。
内容
オールトの雲とは？
オールト雲は、太陽系を取り囲む小さな氷の天体からなる理論上の球状の雲です。オールトの雲の存在は、直接の観測によってまだ証明されていませんが、科学界では広く受け入れられています。
### オールトの雲は何からできている？
オールトの雲は、さまざまな軌道を旅する何兆個もの小さな氷の天体でできています。これらの天体は、ほとんどが100km以下の大きさで、水、メタン、エタン、一酸化炭素、シアン化水素、アンモニアなど、さまざまな氷の物質を含んでいます。これらの天体の総質量は、地球の10～100倍と推定され、天体の雲を形成しています。
オールトの雲に含まれる天体
オールトの雲には、200年から数千年かけて太陽を周回する長周期彗星が存在すると考えられています。実際、このような彗星はオールトの雲が存在する証拠でもあるのです。
オールトの雲の名前の由来となったオランダの天文学者ヤン・オールトが示唆したように、長周期彗星は太陽に近い軌道では生き残れません。重力によって、すぐに太陽や惑星のひとつに衝突してしまうからです。また、彗星は太陽系を通過する際に比較的早く燃え尽きるので、より寒い遠くの地域に彗星の「新鮮な供給」があるはずで、そうでなければ、私たちの時代にこれほど多くの彗星が見られることはない。このような観測結果をもとに、ヤン・オールトは、太陽系の最果てに球状の彗星の貯蔵庫があると結論づけました。
長周期彗星は、その生涯のほとんどをオールトの雲の中で過ごします。しかし、通過する星や分子雲、あるいは銀河の潮流によって、軌道から外れることがあります。その結果、太陽系の内側に落下し始め、太陽に近づくと見えるようになります。オールトの雲には、まだ太陽に接近していない長周期彗星の候補が数多くあると考えられています。
そして、オールトの雲には、準惑星が存在する可能性があると考えられています。その代表的なものが、2005年に発見されたセドナです。セドナは非常に細長い軌道を持ち、太陽から76天文単位離れた最接近地点まで、約11,400年かかります。
オールトの雲の形成
オールトの雲は、太陽や太陽系の惑星とともに約46億年前に出現したと考えられています。木星や海王星のような巨大惑星が誕生すると、その重力が微惑星と呼ばれる小さな天体の軌道に影響を与えるようになりました。微惑星の中には、大きな天体と衝突するもの、月として捕獲されるもの、太陽から遠く離れたオールトの雲に引き込まれるものがありました。その後、銀河の重力によって、惑星や太陽に邪魔されなくなった太陽系の端にある球状の雲に落ち着いたと思われます。
オールトの雲は、まだ安定していません。雲の天体の一部は広大な宇宙に引き離されるかもしれないし、近隣の星系から収集される天体もあるかもしれません。
オールトの雲の距離と大きさ
オールトの雲は、太陽系で最も遠い巨大な領域ですが、実際の大きさや位置はどうなっているのでしょうか。これを解明してみましょう。
オールトの雲の位置
オールトの雲は、太陽系の一番端にある星間空間に位置しています。このような遠い場所にあるオールトの雲は、太陽の磁場や惑星の引力の影響を受けません。
オールトの雲の内縁は、太陽から約2,000天文単位に位置しています。つまり、オールトの雲は、地球より2,000倍も太陽から遠いところから始まっているのです！ちなみに、太陽系で最も遠い惑星である海王星は、太陽から約30天文単位しか離れていません。
オールトの雲の大きさ
前述のように、オールトの雲の内側の境界は、太陽から約2,000天文単位の距離にあります。その外側は、太陽から10,000〜200,000天文単位のところにあります。オールトの雲の外側は、私たちの最も近い隣人であるプロキシマ・ケンタウリの半分に達することができます。現在の技術では、人類が作った宇宙船がこの広大な宇宙空間を通過するのに約3万年かかると言われています。
オールトの雲が見られる？
オールトの雲を形成する氷の粒子は、動きが遅すぎて光をあまり反射しませんし、地球からあまりにも遠いので、今のところ、最も強力な望遠鏡でもオールトの雲を見ることができません。しかし、オールトの雲を抜け出し、太陽系の内側に「落下」してくる天体を通して、間接的に探索することは可能です。そのほとんどが、長周期彗星です。
無料の天文アプリSky Tonightを使えば、この遠い宇宙から届く彗星の位置を特定することができます。例えば、新しく発見された長周期彗星C/2023 A3（Tsuchinshan-ATLAS）は、2024年10月に肉眼ではっきりと見える-3.5等級に達すると予想されています。今のところ、注目すべき天体はありませんが、Sky Tonightを使えば、すでに空で追跡することができます。C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS)の詳細や、Sky Tonightによる位置の特定方法については、専用記事をお読みください。
よくある質問
オールトの雲を発見したのは誰ですか？
1950年、オランダの天文学者ヤン・ヘンドリック・オートは、太陽系を取り巻く遠くの雲の存在を提唱し、そこから長周期の彗星が発生すると考えました。これは、1932年にエストニアの天文学者エルンスト・ユリウス・エピックが、太陽系に彗星の貯蔵庫があるかもしれないと提唱したことに基づいていました。
オールトの雲は太陽からどのくらい離れていますか？
オールトの雲は、太陽から2,000〜20万天文単位離れた場所にあります。天文単位は、地球と太陽の間の平均距離に相当します。天文学的距離とその測定方法についてもっと知りたい方は、ぜひカラフルなインフォグラフィックをご覧ください。
彗星はどうやってオールトの雲から逃げていくのですか？
長周期彗星は、通過する星や分子雲、天の川の潮汐力などの重力によってオールト雲から放出され、その軌道をずらして太陽系内へ送り込むことがあります。オールトの雲で生まれた彗星が、重力によって捕獲され、新しい「家」を与えられることもあります。例えば、ハレー彗星はオールトの雲で生まれたとされているが、現在はカイパーベルトにあります。
エッジワースカイパーベルトとオールトの雲の違いは何ですか？
カイパーベルトは円盤状で、オールトの雲はほぼ球形をしています。また、海王星の軌道を越えていますが、オールトの雲よりも太陽に近い位置にあります。カイパーベルトでは、天体は太陽の周りを黄道面付近で回る傾向がありますが、オールトの雲では、幅広い軌道を持つ天体を受け入れています。最後に、カイパーベルトはNASAのニュー・ホライズンズという探査機によって調査されていますが、オールトの雲はまだ訪問されていません。
オールトの雲を旅することは可能なのですか？
人間が作った宇宙船はオールトの雲を通過することができますが、科学的な活動を行ったり、信号を受信したりすることは、今のところ不可能です。例えばボイジャー1号は、オールト雲に到達するのに約300年、通過するのにさらに3万年かかるが、2025年にはすでに科学探査のための燃料が不足することになります。同様に、ボイジャー2号、パイオニア10号と11号、ニューホライズンズもオールト雲に到達する前に非稼働となります。有名な宇宙船についての知識をクイズで確認してみてください！
オールトの雲の向こうには何がありますか？
オールトの雲は、太陽系ぎりぎりの星間空間に位置しています。その向こうには他の星系があり、広大な宇宙が広がっています。
結論
オールトの雲は、太陽系を取り囲む数兆個の氷の天体からなる巨大で遠い雲です。太陽から2,000～200,000天文単位の距離にあり、直接観測することはできません。しかし、オールトの雲を起源とする長周期彗星を観測することで、この謎めいた領域について知ることができます。Sky Tonightなどの星空観察アプリで、この宇宙からの訪問者を追跡し、広大で魅力的な宇宙の不思議に感動してください。
