小惑星が静止軌道の内側を通過

日本時間2013年2月16日未明、小惑星「2012DA14」が地球に最接近します。「2012DA14」は秒速約7.82キロで南極方面から地球に接近し、日本時間16日4:24amにスマトラ島沖の東インド洋上空で地球に最接近した後、北極方向へ通過するとのこと。再接近の際の距離は約27700キロとのことですので、静止軌道の高さ35800キロよりも近いことになります。地球の直径は約12700キロですから、直径の2倍ちょっとの距離ということになりますね。ちなみに国際宇宙ステーションの高度は約390キロですので、その遥か上空を通過します。

「2012DA14」は2012年2月23日に発見された小惑星で、直径は約45メートル、推定質量約13万トン。次に地球の近くにくるのは2046年2月16日とのことですが、その際は地球から10億キロもなれたところを通過するそうです。一年前に発見されたわけですが、仮に将来地球に衝突する小惑星が発見される場合も、直前に見つかるということになりそうですね。

NASAの研究者によると、この程度の大きさの小惑星は地球の周辺に約50万個あると推定されるそうですが、発見されているのはその1%以下。平均して40年に1回地球に接近し、1200年に1回衝突していると計算されているとのこと。地球に被害をもたらすような小惑星の衝突は極めて稀ですが、地球に接近する小惑星は数ヶ月前に発見されることもありますので、観測体制や対処するための技術については研究を続けてほしいものです。

太陽両極の磁場異変を確認

太陽観測衛星「ひので」による太陽極域の磁場観測を分析したところ、太陽の北極域では磁場がマイナス極からプラス極に反転する現象が急速に進んでいる一方、南極域の磁場は依然としてプラス極のまま変化が少ないという結果になったとのことです。

これまでの観測研究によると、太陽は11年の周期で両極の磁場が同時に反転する現象がみられています。11年周期というと太陽黒点が最大になる周期と同じで、次回2013年5月に黒点数が最大となる太陽活動の極大期の際に北極がプラス極、南極がマイナス極へと反転すると予想されていましたが、「ひので」の観測によると約1年も早く反転に向けて磁場がゼロとなり、南極では反転の兆しが見られないという状況になっています。両極がプラス極の場合、マイナス極が赤道付近にできることで太陽極域磁場の４極化になる可能性が指摘されているそうです。次の太陽活動極大期は半年ほど後ろにずれ、2013年秋頃になると予想されているそうですが、その際の濃く点数は過去100年で最低の極大期黒点数になると予想され、太陽活動は当面低調に推移すると考えられているそうです。

このような太陽の活動は地球の気候にも影響を与えると考えられており、太陽の活動と気候変動への影響に関する検証のチャンスといえます。とはいえ、このような太陽活動の異変は、過去に1645〜1715年頃のマウンダー極小期、1790〜1820年頃のダルトン極小期と呼ばれる寒冷期の状況に似ているとも考えられるそうです。マウンダー極小期当時の資料によると、イギリスのテムズ川が凍結したり、京都でも非常に寒かったという記録が残っているとのこと。局地的には極端に寒くなるものの、全体の平均としては現在よりも-0.6度程寒くなったようです。温暖化による平均気温の上昇は今後100年で1.1〜1.6度と考えられるそうですので、極端な影響はないようです。とはいえ、太陽の活動と地球の気候の関係はまだ未知の部分も多いようですので、今後も集中的な観測を継続するそうです。

小惑星で採鉱ビジネス？ 米ベンチャー

アメリカのディープ・スペース・インダストリーズ(DSi：Deep Space Industries)という新興企業が、地球近傍小惑星で資源採掘を行うというプランを発表したとのことです。何千個もある地球近傍小惑星に今後数十年間探査機を送って資源採掘を行い、これにより宇宙分野の新技術開発や商業用ロケットの発展、また巨額の利益を見込んでいるそうです。

小惑星の資源としては、金やプラチナなどの貴金属も見つかっているそうですが、採掘が実現した場合、水、シリコン、ニッケル、鉄などが“宇宙経済”の中心になるとのことで、これらは地球に運んでくるというよりは、宇宙での“ものつくり”の材料としての活用も考えられるとのこと。確かに、これらの資源を地球まで運ぶとなると、それなりの量がないと利益は生まないでしょう。DSi社のCEOデイビッド・ガンプ氏によると、技術革新のスピードは速く、地球外で調達した資源を探査機や宇宙旅行者の生命維持に役立てるといった活用も近いうちにできるとのことですが、素人考えだと宇宙開発が遅々として進まない現状を見ると、宇宙関連の技術がそれほどのスピードで革新されているという印象はありません。民間の宇宙旅行も宇宙とはいえ成層圏を飛んですぐに地上に帰ってくる弾道飛行ですし。
また、現状では民間の小惑星の採掘権がどうなるか等、法的な問題もあるようです。法的な問題は今後実際に小惑星の採掘が現実味を帯びてきた際に検討されることだとは思いますが。

タイタンの海に浮かぶ赤い氷塊

土星の衛星タイタンは、太陽系で唯一厚い大気層と、地表にまとまった液体を持つ衛星として知られます。2005年に探査機ホイヘンスが着陸し、現在も探査機カッシーニによる観測が行われています。

タイタンの表面温度は摂氏マイナス183度。地表の液体はもちろん水ではなく、液化したメタンやエタン等の炭化水素です。メタンもエタンは天然ガスに含まれる成分で、都市ガスの90%以上はメタンです。またメタンは温室効果ガスとしても知られていますね。地球では気体として知られるメタンはタイタンでは大気と地表を間を循環しており、地球における水の役割を果たしているとのこと。更にカッシーニの画像の解析から、タイタンの赤道付近で炭化水素の湖と思われる領域も見つかったそうです。メタンやエタンも炭化水素ですから、これまで乾燥地帯として考えられていた赤道付近にもメタン、エタン等が液体の状態で存在しているのが見つかったことになります。ただ、降雨だけでは液体の状態で安定して存在はできないそうで、地下にメタンの源があるのではないかと考えらるそうです。更にはこの地下のメタンがタイタンのメタン循環全体の源にもなりうるとのことです。

この海に浮かぶメタンとエタンを含んだ氷塊は、分厚い窒素の大気に照らされ赤褐色に輝いているのではないかと考えられるそうです。地球の南極や北極の氷は割れ目や洞穴の中では青くみえますが、これは氷の結晶が赤の光を吸収するため、数メートルから10数メートルの透過距離を経ることで青く見えるものです。天王星が青いのは、大気に含まれるメタンが赤い光を吸収するためとのことですので、タイタンの氷も十分な厚さがあればその奥では青く見えるのかもしれませんね。

SFでタイタンというと、ホーガンの「造物主の掟」を思い出しますが、他にもクラークの「地球帝国」がありますね。「地球帝国」では、宇宙飛行に欠かせない水素を豊富に産出する衛星として登場し、この衛星に一大王朝を築き上げたマッケンジー一族の三代目ダンカン・マッケンジーが主人公の物語です。この小説では、核融合エンジンを搭載するロケットの燃料として水素が使われておりこの水素資源がタイタンの財政を支えているのですが、「漸近駆動」という新たなエンジンが開発され、このエンジンでは水素の消費が格段に小さくしかも高速というもので、数年先にはタイタンは経済危機に陥ることが予想されている、という時代が舞台です。

小惑星アポフィス、地球の近くを通過

地球に衝突する可能性が高いとして知られる小惑星「アポフィス」が2013/1/9に地球に最接近。今回の再接近では地球から1450万キロの距離を通過したとのこと。1450万キロというと、地球と月の距離が38万4千キロですから、その38倍ほどの距離になります。かなり離れてはいますが、将来の接近で地球に衝突する可能性はわずからながらあるようです。

この小惑星が発見されたのは2004年。当時は2029年の接近時に1/45の確率で地球に衝突する可能性があると考えられていたそうです。結構高い確率です。その後の調査でこの計算は正しくなかったことがわかったそうですが、それでも人工衛星よりも低い高度を通過するそうです。人工衛星といっても高度は様々ですが、高軌道でも3万5千786キロ以上ですからかなり近いですね。29年の次、2036年の最接近の際は地球に衝突する可能性があるとのことですが、それでも衝突する可能性は25万分の1とのことです。確率的には低いですが、最接近の際の重力影響によりこの確率が変わる可能性もあるとのことです。

アポフィスのようにその軌道が知られている小惑星の他にも地球に接近する小惑星は多数あり、中には地球最接近のわずか数日前に発見されるものもあるそうです。現時点では、仮に地球に衝突する可能性が高い小惑星が見つかっても、対処のしようがありません。様々なアイデアは出ていますが実際に試したこともありませんから、いざというときに間に合わないということも考えられます。地表まで到達する隕石自体は珍しくありませんが、大きな被害をもたらす隕石の最も最近の衝突が6500万年前の衝突だとすると、そのような隕石がくるのは1億年に一回程度なのかも知れませんが。

ところで「アポフィス」というと、テレビドラマ(オリジナルは映画ですが)「スターゲイト」シリーズの「アポフィス」を思い出します。「アポフィス」自体はエジプト神話に登場する悪神ですが、「スターゲイト」はエジプトの神話をベースにした設定から始まっていますので、この名前がつかわれています。ドラマの「アポフィス」はシーズン1〜5あたりの敵側「ゴアウルド」のボスみたいなキャラクタだったような気がします。スターゲイトは、スピンオフ版のアトランティスも含め全話観ましたが、さすがに長いシーズンだったので詳細はうろ覚えです。

アルマ望遠鏡、成長中の惑星へ流れ込む大量のガスを発見

地球から約450光年、おおかみ座の方向にあるHD14252という若い恒星には、ガスや塵でできた円盤が取り巻いているとのこと。これら円盤は星が作られた際の「残り物」だそうですが、この円盤の中で惑星が作られていると考えられています。今回アルマ望遠鏡による観測で、この円盤の中で今まさに作られつつあるガス惑星によって作られた隙間があり、内側と外側に分かれている構造が発見されました。ガス惑星は円盤からガスを取り込みながら成長しており、惑星と円盤をつなぐガスの流れがあると考えられてきたそうですが、今回の観測で実証されたとのこと。
今後も新たな発見に期待したいですね。

アルマ望遠鏡は、南米チリ、アタカマ砂漠の標高約5000メートルの高原に建設された電波望遠鏡で、パラボラアンテナ66台を組み合わせる干渉計方式の巨大な電波望遠鏡です。直径12メートルのアンテナ50台、直径7メートルのアンテナ4台、直径7メートルのアンテナ12台からなる「アタカマコンパクトアレイ(ACA)」で構成されているとのこと。それぞれのアンテナの直径は小さいように思いますが、受信した全波を全体として管理することができ、更に各アンテナは可動式で最大で直径18.5キロメートルの電波望遠鏡に相当する空間分解能を得ることができるそうです。このアルマ望遠鏡は、日本の国立天文台を代表とする東アジア、米国国立天文台を代表とする北米連合、ヨーロッパ南天文台を代表とするヨーロッパの国際共同プロジェクトです。

12光年かなたにハビタブルゾーンの惑星

くじら座の三等星に5個の惑星候補が新たにみ発見され、その内のひとつはハビタブルゾーン、つまり水が液体として存在できる範囲に位置するとのこと。この惑星は地球の5倍の質量を持つとのことですので、仮に惑星の組成が地球と同じとし体積が5倍と考えると、直径は地球の約1.7倍、21,772kmくらい、表面積は約2.9倍ですね。水が液体として存在できるエリアに位置するとはいえ、この惑星に水があるということがわかったということではないようですが、12光年と比較的近いことから「第二の地球」という表現で紹介する記事もありました。

仮に水が存在して生命が存在する場合でも、文明同士が出会うか可能性は低そうです。例えば地球は46億年前に誕生したとされ、更に生命が誕生したのは40億年前と考えられていますが、その後8億〜6億年前にはスノーボールアースと呼ばれる大規模な氷河期、2億5000万年前には生物の95％が死滅したとされる巨大噴火があったとされ、更には6500万年前の恐竜絶滅と何度も生物絶滅の危機があり、このような流れの中で人類が生まれています。絶滅の危機がもっと少なかったり多かったりすれば、知的生命誕生のタイミングは億年単位でずれてきます。人類の歴史で文明らしきものが生まれたのはここ数千年、電波を使い始めたは100年ちょっと前ですから、地球の歴史からすると人類の歴史はほんの一瞬です。今回発見された惑星に生命が発生していたとして、今現在地球と通信できるだけの文明を持っているという可能性はきわめて低いように思います。

観測史上最古の銀河、ハッブルが発見

我々の宇宙は137億年前に誕生したと考えられていますが、ビッグバンから3億8000万年後に形成されたと思われる銀河が発見されたそうです。
ハッブル宇宙望遠鏡によって特定の領域を100時間に渡って観測した結果写った7つの原始的銀河の内のひとつが、観測史上最も古い銀河と考えられるとのこと。これまでに観測された銀河の中では最もビッグバンに近い時代ということになります。他の6つの銀河もビッグバンから3億8000万〜6億年後に形成されたと見られるそうですが、これら初期銀河は現在の銀河に比べて密度が1000倍高く、銀河同士の距離も遥かに近かったとのこと。宇宙が膨張する様子を風船が膨らむような図で表しているのを見ることがありますが、その図で見ると銀河間の距離が宇宙の膨張によって広がっていきます。今よりもずっと宇宙が小さかった頃は星の密度も高かったということでしょうか。

今回の発見はハッブルの検出能力のほぼ限界で、今回よりも古い銀河を見つけるには今後打ち上げられる予定のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使わなければ不可能とのこと。ハッブルの主鏡の直径2.4メートルなのに対し、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡主鏡の口径は約6.5mの赤外線観測用宇宙望遠鏡で、宇宙背景放射を調査し宇宙の初期の状態を観測することを目的としているそうです。ハッブルも驚きの観測結果を残していますが、このジェームズ・ウェッブでもそれ以上の発見がなされることでしょう。いつ打ち上げられるかはまだ決まっていませんが、計画が順調に進むことを期待しましょう。

小惑星トータティス、地球に接近

長さ4.46km、幅2.4kmの大きさの小惑星トータティスが、2012年12月12日(日本時間)に地球の近くを通り過ぎます。近くといっても最接近する際の距離は690万kmとのことですから、地球と月との距離の18倍も離れたところを通り過ぎますので、地球に何か影響があるわけではないようです。トータティスは地球から690万kimの距離を通り過ぎるわけで、この位の接近ならそれほど珍しいことでもないことではありますが、2012年に接近することから色々なうわさが飛び交ってはいるようですが。

4年ごとに地球に接近しているこの小惑星はピーナッツのような形をしており、これまでの観測によると太陽や地球の重力によって時点が変化しているとのこと。この変化を観測することから得られた自転モデルからわかってきた小惑星内部の質量の分布は非常に複雑なものと予想されるそうで、小さな別の天体の衝突により構成物質が飛び散ったことによりできた可能性があるとのこと。小惑星同士の衝突によって細長い形状の小惑星が形成されるというのは小規模な天体なら比較的多くありそうに思いますが、他にヨープ(YORP)効果によってできた可能性もあるそうです。

ヨープ効果というのは聞きなれませんが、太陽光が小惑星の自転を生み出すプロセスを説明する理論とのことです。不均衡な形状の天体に衝突する光子、つまり太陽風が当たることによって自転が加速されるというもので、自転が加速することで小惑星内の物質が撒き散らされ、更に二つの天体に分かれるとのこと。ここまではありそうな気がしますが、更に分かれた天体の自転がやがて減速し再び合体し、また同じプロセスを繰り返す、となると可能性が低いような気もしますが、長大なスパンで考えればそういうこともあり得るようにも思います。

水星に大量の水の氷

太陽系の惑星の内、最も太陽に近い軌道を公転する水星に大量の氷が見つかったとのことです。
水星は見かけが地球の月のようなクレーターに覆われた惑星ですが、自転軸が王道面に対してほぼ垂直で、更に自転周期が公転周期と同じため、極域では太陽光がまったく当たらないエリアが存在します。そのため、従来からこのエリアのクレーター内部に氷があるのではないかと考えられていました。1991年、アレシボ天文台のレーダー観測で水星の極付近に明るい領域が見つかり、この領域が1970年代のマリナー10号によって観測されたクレーターの位置と一致していたことから氷の存在が高まっていたとのこと。
今回水星探査機メッセンジャーによる探査で、アレシボ天文台の観測で見つかった明るい部分が全て影のエリアであることが判明。推定される氷の量は、ワシントン・D.Cに広げると厚さが3.2Kmにもなるとのこと。ワシントン・D.Cの面積を調べると162km^2、山手線の内側が63km^2ですからその2.5倍くらいですか。
メッセンジャーによる水素の測定から、温度が高いと思われる地域でも熱を通さない厚さ10〜20cmの表層の下に氷が埋まっていると考えられるとのこと。この暗い物質は、彗星や小惑星により運ばれてきた有機化合物と見られるそうで、太陽系で最も太陽に近いこの惑星でも条件がそろえば氷が存在できるんですね。

水星というと、古きよき時代のキャプテン・フューチャーシリーズに出てくる水星人は水星のトワイライトゾーン、つまり常に惑星の一方の面が太陽に向いている水星の昼と夜の境目の地域に住んでいるという設定でしたね。「輝く星々のかなたへ！」では、常に大気を供給し続けないと居住地域がどんどん小さくなってしまう水星人を守るため、常に物質が生成されているに違いない銀河中心部に向かうという物語です。

銀河団を結ぶ1000万光年の橋

欧州宇宙機関(ESA)の発表によると、宇宙背景放射を観測するための観測装置を搭載した宇宙探査機プランクが、2つの銀河団の間にかかる高温ガスの“橋”を発見したとのこと。プランクは宇宙マイクロ波背景放射(CMB)を超高感度で捕らえることができるのですが、銀河団が存在するとその影響で「スニヤエフ・ゼルドビッチ効果」と呼ばれるCMBに生じるゆがみを利用して、この高温ガスを捕らえることができたそうです。
この橋は、地球から約10億光年の距離にある銀河団「エイベル399」「エイベル401」の間にかかる高温ガスの橋で、これら銀河団はそれぞれ約1000万光年離れているとのこと。地球が属する銀河系の直系が約10万光年ですから、その100倍の距離ですね。ガスといってもこの距離ですからその希薄さは真空といっても良いくらいなのだと思いますが、10億光年も離れた箇所から観測すると“橋”のように見えるのかなあと思ったりします。

「孤児惑星」、130光年先で発見

主星を持たない惑星は「孤児惑星」「ホームレス惑星」「自由浮遊惑星」「放浪惑星」と呼ばれるそうですが、SFファンとしてはフリッツ・ライバーの小説「放浪惑星」にちなみ「放浪惑星」と呼びたいところです。主星を持たない惑星がオリオン星雲内に十数個発見されて以降、数十個の放浪惑星の候補が見つかっているそうで、今回みつかったのもそのひとつとなります。
これまでに見つかった放浪惑星は星の形成過程にある領域での発見だったそうですが、今回発見された惑星は若い恒星からなる星団の中にあるとのこと。かじき座AB運動星団と呼ばれる星団に属することから、誕生から5000万〜1億2000万年と推定されるようです。褐色矮星を探索している際にこの惑星が発する赤外線の痕跡が検知され、調査の結果褐色矮星よりもガス惑星に近いものである可能性が高く、更に近くに恒星がないことから周りの光に埋もれることがなく観測には好条件とのこと。

褐色矮星は、惑星と考えるには質量が大きく、中心部で核融合を行うには質量が不足しているという「恒星になれない星」で、今回見つかった惑星は木星の4〜7倍の質量を持つとガス惑星と推定されるとのことですので、褐色矮星にもなれなかった星ということになるのでしょうか。

宇宙は「燃料切れ」：新しい星の誕生は激減

ハワイにある英国の赤外線望遠鏡(UKIRT)と日本のすばる望遠鏡、チリにある超大型望遠鏡VLTを使い観測を行った国際チームの調査によると、宇宙に存在するほとんどの星は、既にほぼ誕生し終わったとのことです。
宇宙初期からの星の形成傾向を分析した結果によると、これまでに存在した星の半分は90~110億年前に形成されたもので、残りの半分はそれ以降に形成されたとのこと。これは新しい星の誕生が著しく低下していることを示し、この傾向が今後も続くと、宇宙に生まれてくる星の95％は既に誕生していることになるそうです。20億、40億、60億、90億年前の各年代の宇宙の姿を調べることで、誕生する星が減少していることがわかったそうで、この傾向が続くと今後は後5％しか新しい星が生まれないとのこと。

素人考えだと、太陽が超新星となって爆発するとガスが拡散し、これらが再び引力で収縮することで生まれますが、宇宙の膨張によってガスの密度が低くなる傾向があるために星が生まれにくくなるといったところなのでしょうか。星が生まれなくなるのがこの宇宙の寿命ということになるのかもしれませんね。

民間宇宙船「ドラゴン」帰還

国際宇宙ステーション(ISS)に物資を運んだ民間の無人宇宙船「ドラゴン」が、ISSから実験の試料や機材等759キロを持ち帰ったとのことです。日本の「こうのとり」もISSに物資を運んでいますが、物資を届けた後は大気圏に再突入して機体は分散・溶解し、全て燃え尽きることはないため高度約6キロでパラシュートが開き残りの機体が海に着水するものの使い捨てです。「こうのとり」も今後はISSから試料を持ち帰るために耐熱カプセルを開発し回収することも計画されているそうです。ほぼ予定通りの場所に着水させることができるようですので、日本の近海に戻ってくるようにすれば回収のコスト削減はもちろん、パラシュートを開いて降下する様子の中継も見られるかもしれませんね。

15周年、探査機カッシーニの業績

NASAの土星探査機カッシーニが1997年に打ち上げられてから15周年を迎えました。探査機による土星の観測はこれまでにも行われていますが、カッシーニは土星の近くを通過したのではなく土星の周回軌道に入り現在も土星の観測を続けています。打ち上げから6年以上をかけて土星に到達したカッシーニは2004年に土星の周回軌道に乗り、土星はもちろん多数の衛星の画像を送ってきています。その数は30万枚、450GBにもなるそうです。更に、長期間の観測によって、土星の大気の色が季節の移り変わりによって変化することがわかってくる等の成果も上がっています。

土星の周回軌道に乗っているわけですから、このまま寿命を迎えるまで軌道上で観測を続けるのかというとそうではなく、将来タイタンやエンケラドス等の大気のある衛星に墜落することによる汚染を避けるため、寿命を迎える前に土星に落下させる可能性が高いとのこと。残念な気もしますが、これら衛星には生命がいる可能性もなくはないですからやむをえないですね。